定向凝固镍基高温合金CM247LC热处理工艺优化及持久性能研究

摘要：

目的 研究定向凝固镍基高温合金CM247LC的最优热处理工艺制度,通过优化热处理工艺提高合金的力学性能.方法 分别用JMatPro热力学分析软件和金相法判断CM247LC合金的初熔温度点,并确定合金的热处理窗口温度;利用光学显微镜(OM)和能谱分析仪(EDS)观察合金经不同固溶处理后的微观组织和元素偏析情况;利用扫描电子显微镜(SEM)观察合金经不同时效处理及持久断裂后的微观组织形貌.结果 CM247LC合金的初熔温度为 1 260℃,热处理窗口温度为1 215～1 255℃.根据热处理窗口温度,设计了6 种固溶处理工艺,对比发现,经1 228℃/2 h+1 240℃/2 h+1 255℃/2 h、AC固溶工艺处理后,合金的组织均匀化程度最高,元素偏析得到了显著改善,γ/γ'共晶的体积分数从铸态时的 18.9%降至 5.04%,确定此工艺为合金优化固溶处理工艺参数.合金经优化固溶处理后再经 1 080℃/4 h、AC 高温时效处理和870℃/22 h、AC中温时效处理,析出的γ'相尺寸(337.3 nm)、体积分数(67.81%)适宜且立方度最高,确定此工艺为最优热处理工艺.经最优热处理工艺处理的合金在980℃/205 MPa下的持久寿命为 162 h,相比于铸态和固溶态处理的合金持久寿命分别提高了87 h和 45 h.结论 通过优化固溶处理和时效处理,确定合金最优热处理工艺参数为:1 228℃/2 h+1 240℃/2 h+1 255℃/2 h、AC(固溶处理)+1 080℃/4 h、AC+870℃/22 h、AC(时效处理),经最优热处理工艺处理的合金持久寿命显著提高.

关键词：定向凝固镍基高温合金、CM247LC、热处理工艺优化、微观组织、持久性能

所属期刊栏目：15

分类号：TG249.5(铸造)

在线出版日期：2023-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：187-195