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【材料论文】提高GH696冷轧薄板力学性能研究

【材料论文】提高GH696冷轧薄板力学性能研究
-午虎特种合金技术部
   GH696合金是为我国研制航空发动机的需要而开发的。该合金是Fe-Ni-Cr基,以γ'相(Ni3AlTi)金属间化合物析出时效强化,并辅以Mo的固溶强化和B的晶界强化作用。C对平衡各合金化元素,改善合金综合性能是重要的。GH696合金冷轧板材主要应用于多种发动机的弹簧、紧固件和支架等各类零件。在《航空用GH696合金冷轧薄板标准》(HB5465-90)中对该合金的室温力学性能有着较高的要求。该合金随着固溶温度的提高,室温抗拉强度值逐渐升高,1000℃~1020℃达到最高,1050℃以后抗拉强度开始降低,但标准要求固溶温度范围为1100℃±15℃,所以针对1100℃±15℃固溶后板材室温抗拉强度还需很高的情况,从冶炼、冷轧变形、试样时效热处理入手,比较全面而细致地进行了探讨。
采用真空感应熔炼和真空自耗重熔,分析Al+Ti含量对成品薄板力学性能的影响。试验发现,Al+Ti含量越高,GH696冷轧薄板的室温强度越高。
高温合金冷轧变形量一般控制在15%~40%,试验选用板坯轧制1.0mm×1000mm×2000mm薄板,分别按15%、30%和45%冷轧变形量轧制成品板材。以HB5465-90标准的热处理方式处理后检测其室温力学性能。结果表明,冷轧变形量在一定范围内提高,对成品板材的室温强度有相应的提高。
GH696合金在1020℃以上固溶处理时,MC型碳化物、M3B2和η相在晶界明显减少,致使晶粒长大。在1100℃以上固溶处理时,M3B2大量溶解。所以随着固溶温度的提高,室温抗拉强度值逐渐升高,1000℃~1020℃达到最高,1050℃以后开始降低。所以在1100℃±15℃温度范围内,抗拉强度已经脱离峰值区域,要提高强度σb需要对时效热处理制度做一定调整。试验固溶热处理:1100℃,保温7分钟,空冷,时效热处理:分别(700、725、750℃),保温5小时,空冷。试验数据表明随着时效温度的提高,室温抗拉强度有明显的提高。
    通过试验数据分析,断后伸长率全部能满足标准要求。为提高GH696合金薄板室温抗拉强度,需要提高Al、Ti含量,一定范围内增大冷轧变形量,提高时效温度来满足技术指标。另一方面,在今后的工作中,需要对以上三个影响因素的交互作用做深入研究,总结出更为完善的生产工艺。

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