冷却速度对GH4145合金中析出相的影响

作     者：王立民 张亚辉 Wang Limin;Zhang Yahui

作者机构：钢铁研究总院特殊钢研究所 洛阳双瑞特种装备有限公司 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2025年第49卷第1期

页      面：10-19页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFB0305203)资助 

主　　题：GH4145合金 冷却速度 γ′相 M23C6 

摘      要：本文针对GH4145合金大型锻件心部和表面冷却速度相差较大的问题，采用平衡相热力学计算、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线小角散射粒度分析仪以及析出相定量分析方法，对不同冷却速度下GH4145合金中的析出相进行了研究。结果表明，Al元素单位含量对GH4145合金中γ′相最大析出量和最高析出温度影响最大，其次是Ti元素，Al和Ti元素单位含量的增加对γ′相最大析出量的影响程度分别是Nb和Fe的60.90倍、70.27倍和24.30倍、28.04倍；随着固溶后冷却速度的减慢，合金中的γ′相粒子尺寸增大，形状由近球形向立方形过渡，并由二次析出转变为二次析出和三次析出同时存在。炉冷后析出的二次γ′相与炉冷时效后析出的二次γ′相尺寸相差不大，约为100 nm；炉冷时效后析出的三次γ′相尺寸非常细小，为5～10 nm。冷却速度较快时（水冷和油冷），M23C6有类针状和块状两种形态；冷却速度较慢时（空冷和炉冷），M23C6只有块状，而且随着冷却速度的减慢，块状M23C6逐渐连接成条状，这种晶界上呈条状分布的M23C6使得合金的冲击韧性降低。