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gh4698合金的热处理

金属热处理 2014年第11期39卷 114-116页

作者：满蛟丛涛孙福民邢玉荣张小伍刘长江哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院黑龙江哈尔滨150046

针对gh4698合金提出了一种新的热处理工艺:再结晶退火+标准热处理制度,即:980℃×4 h空冷+1100℃×8 h空冷+1000℃×4 h空冷+775℃×16 h空冷+700℃×16 h空冷。通过观察显微组织并测试合金的残余应力,研究了再结晶退火对组织和性能的... 详细信息

针对gh4698合金提出了一种新的热处理工艺:再结晶退火+标准热处理制度,即:980℃×4 h空冷+1100℃×8 h空冷+1000℃×4 h空冷+775℃×16 h空冷+700℃×16 h空冷。通过观察显微组织并测试合金的残余应力,研究了再结晶退火对组织和性能的影响。结果表明,再结晶退火能够有效改善合金的微观组织不均匀性,释放合金内部残余应力,降低后续热处理过程中的晶粒异常长大,从而显著提高gh4698合金的高温力学性能,且保持室温力学性能不变。

关键词： gh4698合金热处理制度组织力学性能

gh4698合金涡轮盘650℃长期时效组织性能变化规律

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钢铁研究学报 2011年第S2期23卷 237-239页

作者：左正秦鹤勇程槿许文文沈文涛中国二重万航模锻厂四川德阳618000 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081

研究了采用对击锤成形的gh4698合金大尺寸涡轮盘试样经过650℃×100h,500h,1000h,1500h和2000h长期时效后组织性能的变化规律。研究结果表明:涡轮盘试样在长达2000h的时效过程中,组织稳定,晶粒和析出相无明显变化;涡轮盘拉伸性能在1500... 详细信息

研究了采用对击锤成形的gh4698合金大尺寸涡轮盘试样经过650℃×100h,500h,1000h,1500h和2000h长期时效后组织性能的变化规律。研究结果表明:涡轮盘试样在长达2000h的时效过程中,组织稳定,晶粒和析出相无明显变化;涡轮盘拉伸性能在1500h内强度有所提高,同时塑性略有衰减;随着时效时间的进一步延长至2000h,强度和塑性将开始同时衰减,但各项性能仍能满足技术标准要求。

关键词： gh4698合金长期时效组织性能

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gh4698合金流动应力及本构方程研究

锻压技术 2024年第3期49卷 207-218页

作者：李中豪黄亮班宜杰温东旭李建军蒋乔杨晓利张健张志成华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 湖北黄石模具产业技术研究院湖北黄石435001 大冶特殊钢有限公司湖北黄石435001 高品质特殊钢湖北省重点实验室湖北黄石435001

采用Gleeble-3500热模拟实验机对gh4698合金进行了热压缩实验,研究了其在变形温度为960~1160℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)和变形程度为50%条件下的热变形行为,并基于真应力-真应变数据建立了唯象型和物理基本构模型以预测合金的高温... 详细信息

采用Gleeble-3500热模拟实验机对gh4698合金进行了热压缩实验,研究了其在变形温度为960~1160℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)和变形程度为50%条件下的热变形行为,并基于真应力-真应变数据建立了唯象型和物理基本构模型以预测合金的高温流动行为。结果表明:gh4698合金热压缩过程中流动应力呈先急剧上升后逐渐平缓的特征,流动应力与变形温度呈负相关,与应变速率呈正相关。4种本构模型中,应变补偿型Arrhenius模型的预测精度最高,而改良的Zerilli-Armstrong模型相较于修正的Zerilli-Armstrong模型预测精度更高。

关键词： gh4698合金热变形行为本构模型流动应力预测精度

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gh4698合金低倍粗晶组织演变行为

GH4698合金低倍粗晶组织演变行为

作者：廉心桐东北大学

学位级别：硕士

gh4698为镍基时效强化变形高温合金,主要用于燃气轮机的特大型涡轮盘。涡轮盘在锻造过程中经常出现混晶或晶粒异常长大,造成晶粒度不均匀、力学性能严重下降,波动性增强等而导致锻件报废。已有研究者对高温合金中的混晶进行了相关研究,... 详细信息

gh4698为镍基时效强化变形高温合金,主要用于燃气轮机的特大型涡轮盘。涡轮盘在锻造过程中经常出现混晶或晶粒异常长大,造成晶粒度不均匀、力学性能严重下降,波动性增强等而导致锻件报废。已有研究者对高温合金中的混晶进行了相关研究,然其本质原因仍有待于进一步明确。本研究采用新型异型坯锻压方法,通过对不同变形条件和热处理制度下gh4698合金的低倍及显微组织观察,系统研究了gh4698合金晶粒异常长大行为,采用EBSD技术对相邻晶粒取向差、低∑CSL晶界的分布规律进行分析,利用TEM研究位错分布规律及晶界的迁移行为,完善晶粒异常长大的理论、探究晶粒异常长大的影响因素,探寻预防措施,以期为实际生产工艺的改进与调整提供理论依据。研究表明,gh4698合金分别在1025℃和1120℃塑性变形,经1100℃固溶8小时后,合金晶粒均出现了明显的粗化。1025℃下塑性变形的合金试样晶粒均匀,平均晶粒直径为0.5mm。1120℃下塑性变形的合金固溶20min后出现超大晶粒和细小原始晶粒共存的现象,超大晶粒尺寸达1.5mm以上。1025℃下塑性变形的合金经1100℃固溶5mmin便开始长大,并始终保持均匀的等轴晶组织状态,平均晶粒直径达200μm。1120℃下塑性变形的合金在20min时才发生明显的晶粒长大,最终出现了晶粒直径超过了500μm的粗晶。gh4698合金在发生异常长大的过程中取向差产生了较大的变化,小角度取向差的增加,且晶粒粗化通过形成孪晶的方式进行合并,粗大晶粒通过吞噬周围取向差相近的小晶粒长大,最终形成超大晶粒。gh4698合金在固溶处理过程中发生的晶粒长大与孪晶长大有直接关系,变形温度低时合金锻态组织中孪晶含量为40%,晶粒均匀长大,变形温度高时合金锻态组织中孪晶含量超过50%,孪晶扩展同时大量发生孪晶反应,导致合金出现异常晶粒长大,进而形成粗晶。

关键词： gh4698合金异型坯试样晶粒异常长大 EBSD

gh4698合金特大型涡轮盘组织性能及热处理制度的研究

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GH4698合金特大型涡轮盘组织性能及热处理制度的研究

作者：王卫红重庆大学

学位级别：硕士

gh4698合金是在俄罗斯ЭИ698合金的基础上添加微量元素进行改型发展而来的合金。随着国防发展的需要，gh4698合金被选为特大型涡轮盘用高温合金，对此，本文对特大型gh4698合金涡轮盘进行了研究。研究内容主要包括三个方面：合金热压... 详细信息

gh4698合金是在俄罗斯ЭИ698合金的基础上添加微量元素进行改型发展而来的合金。随着国防发展的需要，gh4698合金被选为特大型涡轮盘用高温合金，对此，本文对特大型gh4698合金涡轮盘进行了研究。研究内容主要包括三个方面：合金热压缩试验，包括流变应力、再结晶行为等;特大涡轮盘组织、性能不均匀性研究;特大型涡轮盘热处理制度研究。通过以上技术基础实验研究，在国内首次研制成了直径为800毫米的特大型涡轮盘零件。①合金热压缩试验对gh4698合金在MTS进行圆柱形试样的恒定应变速率等温热压缩试验，试验温度为950-1100℃，应变速率(?)为0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1，应变量为10-70％。研究表明：合金在950℃和1000℃当变形量达到70％未发生动态再结晶，当变形温度达到l100℃、变形量达40％以上，合金发生完全动态再结晶。经热处理后，全部发生静态再结晶。②特大涡轮盘组织性能不均匀性研究新试制gh4698合金涡轮盘直径远远大于以往航空用涡轮盘尺寸。随着涡轮盘直径的增大，变形过程中涡轮盘不同部位变形参数有较大差异，这就导致涡轮盘成型以后，不同部位组织、性能的不均匀性。俄罗斯对特大型gh4698合金涡轮盘不同部位性能提出了不同的考核指标。研究结果表明，轮毂处性能远远低于轮缘部位;特大型涡轮盘轮毂存在因变形条件不理想造成的粗大晶粒和大尺寸不规则块状碳化物。在gh4698合金涡轮盘中存在两种大小相间的γ'相，通过对特大型涡轮盘轮缘和轮毂试样进行相分析可知，涡轮盘轮毂和轮缘γ'相总量和各元素含量基本一致，γ'相数量达到26％左右，轮缘小γ'相粒度主要为10-36m，大γ'相尺寸为96-300m;轮毂小γ'相粒度稍大于外环，主要分布在18-60nm之间，而大γ'相粒度与外环相当。因而对于不同尺寸的γ'相，位错通过机制也有所不同，切割机制和Orowan绕过机制将共同存在。这种大小γ'相共存的组织形态有利于合金得到优良的综合性能。③热处理制度对涡轮盘组织、性能的影响由于特大型gh4698合金涡轮盘各级别盘件性能要求不同，都高于现行航空盘技术标准，并要求对特大型涡轮盘1/2R以内部位进行性能检测，这是在航空盘件上从没出现过的新情况。对此，为了得到各部位性能较好匹配的特大型涡轮盘，需要对特大型涡轮盘热处理制度进行探索。对涡轮盘试样进行不同温度和保温时间的固溶处理可知，涡轮盘试样在1050℃进行固溶处理得到的晶粒存在明显不均匀现象;1150℃以上固溶晶粒将显著长大，合金强度降低;而1100℃固溶处理8小时空冷可得到理想的晶粒和性能。在一定固溶温度和保温时间下的晶粒尺寸可用下式进行估算：二次固溶冷却速度在一定的范围内不会对合金性能产生显著影响，但当冷却速度低于一定水平后会导致合金室温屈服强度的显著衰减。经过对涡轮盘冷却速度的实际测量可以得知涡轮盘冷却速度与盒冷速度非常接近，因而二次固溶后对涡轮盘采用空冷不会造成盘件性能的显著降低。从不同热处理制度对特大型涡轮盘试样组织、性能的影响可知，下述三种热处理均能得到理想的组织和性能。1)1100℃/8h,AC+1000℃/4h,AC+775℃/16h,AC2)1100℃/8h,AC+1000℃/4h,AC+775℃/16h,AC+700℃/16h,AC3)1000℃/8h,AC+650℃/20h,AC+775℃/16h,AC选择Ⅰ制度在gh4698合金特大型涡轮盘整体件上进行了试验，得到了理想结果。④用本项目基础实验研究优化的模锻工艺和热处理工艺，研制了φ800毫米的大型gh4698合金涡轮盘零件，经检测分析，其组织和性能均达到技术要求。通过该产品的试制，形成了一条适合公司的生产技术条件的制造大型高温合金涡轮盘的技术路线。

关键词： gh4698合金大型涡轮盘组织性能不均匀性热处理制度

gh4698合金热加工过程晶粒及晶界特征演变

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GH4698合金热加工过程晶粒及晶界特征演变

作者：李海柱燕山大学

学位级别：硕士

gh4698合金是一种沉淀强化型镍基变形高温合金,因其具有优异的高温强度、抗疲劳和耐腐蚀性能等,广泛用于制造航空发动机用涡轮盘、叶片等零部件。为满足关键热端部件对材料耐高温与高强度的使用要求,gh4698合金中添加了大量合金元素,但... 详细信息

gh4698合金是一种沉淀强化型镍基变形高温合金,因其具有优异的高温强度、抗疲劳和耐腐蚀性能等,广泛用于制造航空发动机用涡轮盘、叶片等零部件。为满足关键热端部件对材料耐高温与高强度的使用要求,gh4698合金中添加了大量合金元素,但亦使其热加工难度大幅度提高,突出表现为热加工窗口窄、变形抗力大、组织控制困难。同时,gh4698合金在热加工过程中的晶粒细化机制和晶界分布演变规律仍有待阐明。因此,深入探究gh4698合金热加工过程中的晶粒演变规律及机制具有重要的理论意义和应用价值。本文主要研究工作如下:基于不同变形条件下的热压缩试验,研究gh4698合金热变形过程中的动态再结晶(DRX)特征和规律。结果表明,gh4698合金热变形过程中的晶粒演变由不连续动态再结晶、连续动态再结晶,以及孪晶诱导动态再结晶和滑移带诱导动态再结晶等多种DRX形核机制共同作用,且各机制对变形参数的依赖性有显著区别。研究gh4698合金热变形过程中的孪晶界演变规律。结果表明,在变形温度为970℃和1000℃的条件下,Σ3孪晶总含量较低,原始Σ3孪晶界向随机大角度晶界的转化过程比新生Σ3孪晶的形成更易进行。在高于1000℃的变形温度下,大量新生Σ3孪晶在DRX晶粒中产生。在高于1070℃的变形温度下,由于孪晶形核驱动力和晶界迁移速率差异,随着变形温度升高,Σ3孪晶界密度降低,Σ3孪晶界分数升高。基于不同条件下的固溶处理试验,研究gh4698合金固溶后晶粒演变与变形参数的相关性,阐明晶界特征分布(GBCD)演变的机制。研究表明,通过小应变热变形和较低温度固溶处理过程可优化GBCD,其关键是抑制DRX和再结晶的发生并激活应变诱导变形晶界的迁移,所涉及机制与晶界迁移驱动力密切相关。

关键词： gh4698合金热变形固溶处理动态再结晶晶界特征分布

固溶时间对gh4698合金组织与性能的影响

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金属热处理 2016年第8期41卷 56-59页

作者：赵义瀚彭建强张小伍邢玉荣王梅英刘新新哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院黑龙江哈尔滨150046

通过力学性能测试和扫描电镜分析,研究了缩短gh4698合金固溶时间对材料组织与性能的影响。结果表明:标准热处理中1000℃×4 h是高温时效过程;将标准热处理中固溶时间缩短至1 h,材料室温力学性能和高温力学性能均满足标准要求值;大小两种... 详细信息

通过力学性能测试和扫描电镜分析,研究了缩短gh4698合金固溶时间对材料组织与性能的影响。结果表明:标准热处理中1000℃×4 h是高温时效过程;将标准热处理中固溶时间缩短至1 h,材料室温力学性能和高温力学性能均满足标准要求值;大小两种γ'相均匀弥散析出,获得良好的综合力学性能。

关键词： gh4698合金固溶处理力学性能

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gh4698合金高温低周疲劳性能分析

锻压装备与制造技术 2014年第6期49卷 92-96页

作者：秦鹤勇陈刚沈文涛朱强张鹏钢铁研究总院北京100081 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209 中国第二重型机械集团公司四川德阳618000

研究了gh4698合金650℃时应变控制条件下的高温低周疲劳性能。结合疲劳试验数据,分析了合金的循环应力响应、循环应变响应及应力应变滞后回线,探讨了gh4698合金的疲劳性能。结果表明:gh4698合金在应变幅较低时具有良好的抗疲劳性能,而... 详细信息

研究了gh4698合金650℃时应变控制条件下的高温低周疲劳性能。结合疲劳试验数据,分析了合金的循环应力响应、循环应变响应及应力应变滞后回线,探讨了gh4698合金的疲劳性能。结果表明:gh4698合金在应变幅较低时具有良好的抗疲劳性能,而在较高应变幅时抗疲劳性能较差;在应变幅较低时合金会发生循环硬化和软化现象,而在应变幅较高时合金只发生循环硬化现象;随着应变幅的增加合金的循环韧性提高。

关键词：金属学 gh4698合金低周疲劳性能分析

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gh4698合金大规格环形件试制工艺研究

特钢技术 2016年第2期22卷 41-44页

作者：王信才攀钢集团四川长城特殊钢公司技术中心四川江油621701

通过对gh4698合金大规格环形件试制过程中易出现的问题进行分析,采取措施,制定工艺,得出以下结论:采用4500压机+精锻机制坯生产方式生产的gh4698合金棒材组织均匀细小,低、高倍组织合格,成材率有较大的提高;采用双层软包套技术可保证gh4... 详细信息

通过对gh4698合金大规格环形件试制过程中易出现的问题进行分析,采取措施,制定工艺,得出以下结论:采用4500压机+精锻机制坯生产方式生产的gh4698合金棒材组织均匀细小,低、高倍组织合格,成材率有较大的提高;采用双层软包套技术可保证gh4698合金温度处于最佳温度区间内,防止热加工过程开裂;制定的冶炼、热加工工艺合理,生产的gh4698合金大规格环形件满足成分、组织、性能、超声波探伤等标准要求。

关键词： gh4698合金大规格环形件工艺