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1、航空材料学报JOURNAL OF AERONAUTI CAL MATER ALSVol. 26, No. 3June 2006第26卷第3期2006年6月热等静压温度对FGH96粉末高温合金显微组织的影响王旭青，罗学军，邹金文(北京航空材料研究院，北京100095)摘要：热等静压工艺在飞机发动机粉末盘的研制中是一个关键热工艺，对粉末高温合金盘形件的组织、性能起重要作用。选择4种热等静压温度，对不同热等静压工艺后的组织进行研究。实验结果表明，提高热等静压温度可以促进消除残余枝晶，促进基体再结晶及再结晶晶粒长大，促进一次Y相溶解和二次Y相形核和长大。关键词：热等静压；FGH96粉末高温合金；显微组
2、织中图分类号：TG13213文献标识码：A文章编号：100525053 (2006) 03 2)293 2)2航空材料学报JOURNAL OF AERONAUTI CAL MATER ALS航空材料学报JOURNAL OF AERONAUTI CAL MATER ALSFGH96粉末高温合金是一种高合金化的丫相沉淀强化型镍基高温合金，丫体积含量可达 30%35%，是目前制造高性能发动机热端转子部件的首 选材料。现阶段，国内采用等离子旋转电极 (PREP)工艺制取 FGH96预合金粉末。该工艺制得 的预合金粉末的特点是工艺性能好，但存在粉末颗粒偏大 粉末上的枝晶数量较多的问题1。 FGH96合金
3、采用热等静压(H IP)后等温锻造的成型工艺。热等静压温度过低易造成再结晶不充分，残余枝晶过多等问题，不利于后续锻造工艺的组织控制；温度 过高，造成晶粒和丫相过分长大，不利于固溶处理 组织控制。本实验研究热等静压温度对PREP FGH96粉末高温合金锭显微组织的影响，希望通过调整热等静压温度得到均匀的显微组织，为后续工艺做好组织准备。1实验方法采用小于 105um的PREP法，FGH96高温合金 粉末经过除气、装包套、封焊和预热处理该工艺可以 有效消除粉末原始颗粒边界)，最后热等静压成型为 70mm X100mm的试验锭。试验锭经机加工去掉包 套后，切取小块试样做组织分析。设计了 1150,1
4、170, 1190和 1210C/3h/130MPa的热等静压工艺。2试验结果2. 1热等静压温度对残余枝晶的影响随着热等静压温度的提高，试验锭中的残余枝收稿日期：200620229；修订日期：200620323作者简介：王旭青(1973 -)，女，工程师，主要从 事粉末高 温合金研究。晶晶干间距加大，枝晶数量显著减少，当温度上升到 1170 C时残余枝晶全部消除干净。2 2热等静压温度对晶粒的影响从图1中看到，1150 C H IP组织是细小再结晶 晶粒与原始较大尺寸晶粒的混合组织。相当于 ASTM8 29级的再结晶晶粒多分布在较大粉末颗粒之 间，数量少。大多数晶粒是原始晶粒，晶粒内部存在
5、明显枝晶。热等静压温度提高一方面促进组织再结 晶形核，使再结晶比例显著提高。另一方面促进再 结晶晶粒长大，使再结晶晶粒与原始晶粒的尺寸差 距缩小。2 3热等静压温度对 丫相的影响图2中显示，不同热等静压温度后的显微组织 中均含有两种丫相，分别是晶界大丫相和晶内小丫 相。随着热等静压温度的升高，小丫相呈现方形，并聚集长大。在1170C下，大丫相明显长大，而在 1190和 1210C时，晶界丫相减小。3结果分析与讨论由于在1150 C热等静压温度时，外界给予粉末 的变形能量较小，不足以产生充分的 形变再结晶 此时粉末与粉末之间的变形量相对较大，那些填充于大颗粒间的小粉末颗粒受到较大变形力 ，又由于 枝晶本就较大颗粒细小，而首先发生再结晶，消除了 枝晶。因而再结晶晶粒集中于粉末 颗粒之间交界 处，数量少而尺寸细小。热等静压温度上升到 1170C时，温度提高使扩散系数提高，枝晶间和枝晶干的成分偏析通过扩散逐渐减小，从而残余枝晶减少，再结晶区域增加了 ，较大的再结晶晶粒利用界面 能的差异向较小晶粒扩张2，晶粒逐渐长大。并通过再结晶晶粒的吞噬长大，晶粒度趋于均匀。
热等静压温度对FGH96粉末高温合金显微组织的影响
