固溶处理对K447A高温合金碳化物组织的影响

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.06.016

金属热处理 ›› 2022, Vol. 47 ›› Issue (6): 89-92.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2022.06.016

固溶处理对K447A高温合金碳化物组织的影响

吴文津¹, 李相辉¹, 李雪辰², 陈晶阳¹, 汤鑫¹

1.北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室, 北京 100095;
2.中国人民解放军陆军装备部驻沈阳地区军事代表局驻沈阳地区第三军代室, 辽宁沈阳 110031

收稿日期:2022-01-25 修回日期:2022-03-27 出版日期:2022-06-25 发布日期:2022-07-05
通讯作者: 李相辉,高级工程师,硕士,E-mail:shandong121144@163.com
作者简介:吴文津(1992—),男,硕士研究生,主要研究方向为高温合金精密铸造,E-mail:brent_Woo@163.com。
基金资助:
国家科技重大专项(J2019-VI-0004-0117)

Effect of solution treatment on microstructure of carbide in K447A superalloy

Wu Wenjin¹, Li Xianghui¹, Li Xuechen², Chen Jingyang¹, Tang Xin¹

1. Science and Technology on Advanced High Temperature Structural Materials Laboratory, Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China;
2. Shenyang No.3 Military Representative Office, Shenyang Military Representative Bureau, Equipment Department of Land Force, Shenyang Liaoning 110031, China

Received:2022-01-25 Revised:2022-03-27 Online:2022-06-25 Published:2022-07-05

摘要/Abstract

摘要： 利用场发射扫描电镜分析了K447A合金在不同固溶+相同时效处理下碳化物的组织及析出行为。结果表明,铸态K447A合金中初生碳化物为MC型,呈块状、骨架状和汉字状,分布于枝晶间和晶界上;热处理后初生MC碳化物呈破碎状,表面形成一层γ'相包覆层,在热处理过程中,初生MC碳化物的成分发生变化,TaC、TiC、WC等初生碳化物发生了分解,HfC受影响程度最小;热处理后初生MC碳化物附近的枝晶间和残余共晶区域析出大量以HfC为主的细小弥散分布的颗粒状二次MC碳化物,1185 ℃固溶2 h+870 ℃时效20 h时,二次MC析出量最多。

关键词: K447A高温合金, 碳化物, 固溶处理, γ'相

Abstract: Microstructure and precipitation behavior of carbides in K447A alloy under different solution treatments were analyzed by scanning electron microscopy(SEM). The results show that primary carbides in the as-cast K447A alloy are of the MC type, in the form of blocks, skeletons and Chinese characters, and are distributed between dendrites and grain boundaries. After heat treatment, primary MC carbides are broken, and a layer of γ' phase coating layer is formed on the surface. During heat treatment, the composition of the primary MC carbides changes, and the primary carbides such as TaC, TiC, and WC are decomposed, and HfC is least affected. After heat treatment, a large number of fine and dispersed granular secondary MC carbides dominated by HfC precipitate in the interdendritic and residual eutectic regions near the primary MC carbides. When solution-treated at 1185 ℃ for 2 h and aged at 870 ℃ for 20 h, the amount of secondary MC precipitation is the largest.

Key words: K447A superalloy, carbide, solution treatment, γ' phase

中图分类号:

TG132.3⁺2

吴文津, 李相辉, 李雪辰, 陈晶阳, 汤鑫. 固溶处理对K447A高温合金碳化物组织的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 89-92.

Wu Wenjin, Li Xianghui, Li Xuechen, Chen Jingyang, Tang Xin. Effect of solution treatment on microstructure of carbide in K447A superalloy[J]. Heat Treatment of Metals, 2022, 47(6): 89-92.

参考文献

[1]Liang T S, Wang L, Liu Y, et al. Role of script MC carbides on the tensile behavior of laser-welded fusion zone in DZ125L/IN718 joints at 650 ℃[J]. Journal of Materials Science, 2020, 55(2): 13389-13397.
[2]张亚辉, 王立民, 胡日. 固溶后冷却方式对Inconel X-750合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2020, 45(1): 105-111.
Zhang Yahui, Wang Limin, Hu Ri. Effect of cooling mode on microstructure and properties of solution treated Inconel X-750 alloy[J]. Heat Treatment of Metals, 2020, 45(1): 105-111.
[3]Tin S, Pollock T M. Phase instabilities and carbon additions in single-crystal nickel-base superalloys-Science direct[J]. Materials Science and Engineering A, 2003, 348(1/2): 111-121.
[4]Liu K, Wang J, Yang Y, et al. Effect of cooling rate on carbides in directionally solidified nickel-based single crystal superalloy: X-ray tomography and U-net CNN quantification[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2021(2): 160723.
[5]Kwon H, Moon A, Kim J. Prediction of solid solution characteristics of MC (M=Zr, Nb, and Ta) in TiC lattice using phase stability diagrams[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2019, 102(7): 4285-4295.
[6]刘林, 傅恒志, 史正兴. 凝固参数对定向镍基高温合金中MC碳化物生长特性的影响[C]//中国航空学会高温材料学术交流会, 1985.
[7]杨金侠, 魏薇, 刘路, 等. 镍基高温合金中的初生碳化物及其强化作用[J]. 稀有金属材料与工程, 2016, 45(4): 975-978.
Yang Jinxia, Wei Wei, Liu Lu, et al. Primary carbide and its strengthening roles in K465 and K492 superalloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2016, 45(4): 975-978.
[8]蔡玉林, 郑运荣. 高温合金的金相研究[M]. 北京: 国防工业出版社, 1986.
[9]孙文, 秦学智, 郭建亭, 等. 铸造镍基高温合金中初生MC碳化物的退化过程和机理[J]. 金属学报, 2016, 52(4): 455-462.
Sun Wen, Qin Xuezhi, Guo Jianting, et al. Degeneration process and mechanism of primary MC carbides in a cast Ni-based superalloy[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2016, 52(4): 455-462.
[10]谷怀鹏, 李相辉, 盖其东, 等. K447A合金的热处理组织和拉伸性能研究[J]. 铸造, 2014, 63(8): 824-827.
Gu Huaipeng, Li Xianghui, Gai Qidong, et al. Study on the heat-treated microstructure and tensile property of K447A alloy[J]. China Foundry, 2014, 63(8): 824-827.
[11]李红梅, 聂义宏, 朱怀沈, 等. 改型IN617合金大锭型的铸态组织及均匀化工艺[J]. 金属热处理, 2019, 44(10): 105-111.
Li Hongmei, Nie Yihong, Zhu Huaishen, et al. As-cast microstructure and homogenization process of large-scale ingots of modified IN617 superalloy[J]. Heat Treatment of Metals, 2019, 44(10): 105-111.
[12]李爱兰, 汤鑫, 曹腊梅, 等. 固溶温度对K447A合金显微组织及性能的影响[C]//第十二届中国高温合金年会论文集, 2011.

[1]	谷国超, 李瑞芬, 辛振民, 相立新, 许文花, 吕宇鹏. 固溶温度对2507双相不锈钢力学性能及耐蚀性的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 1-6.
[2]	吴杨, 黄晖, 石薇, 文胜平, 吴晓蓝, 荣莉, 魏午. 固溶时效处理对Al-Cu-Mn-Er铸造合金力学性能和显微组织的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 7-12.
[3]	蒋明忠, 赵勇, 潘钱付, 吴裕, 王馨敏, 蒋文龙. F/M钢包壳管材热处理工艺优化[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 25-32.
[4]	陈佳俊, 朱治愿, 李建强, 王守乾. 固溶处理对Cr23Ni7Mo2Cu0.6双相不锈钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 59-63.
[5]	舒玮, 王丽英. 固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 107-110.
[6]	刘少尊, 车洪艳, 李欧, 梁晨, 桂舜, 王铁军. 淬火工艺对粉末冶金马氏体不锈钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 128-132.
[7]	岳建国, 刘汪洋, 陈冲, 魏世忠, 刁晓刚. 钒对高铬合金铸渗层组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(6): 178-185.
[8]	元莎, 周乐育, 蒋鹏, 张建波, 陈浩. 乘用车用新型冷作模具钢Cr8真空气淬后的组织与性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 87-91.
[9]	周起云, 石增敏, 谢镐, 戴雷. 固溶处理对Fe-Cr-Ni-Al合金组织转变及元素扩散的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 98-104.
[10]	肖东平, 周扬, 付建辉, 杨浩笛. GH141合金的凝固偏析特性及均匀化处理[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 141-147.
[11]	朱旭, 陈建文, 蒋亦舟, 刘克, 罗子相, 高毅强, 向臻东. 20Cr2Ni4A钢和17Cr2Ni2MoVNb钢渗碳层的组织与性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 166-170.
[12]	张明皓, 韩颢源, 徐跃明, 李俏, 高直, 周乐育. 真空渗碳18CrNiMo7-6钢中碳化物的析出规律[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 171-176.
[13]	陈利超, 王长喜, 苏植成, 王宇宇, 任井涛, 李静, 邓亭, 赵莉萍. 时效工艺对WE43镁合金组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(5): 208-212.
[14]	王英虎, 郑淮北, 刘庭耀, 宋令玺, 白青青. 固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 39-45.
[15]	王瑞琴, 葛鹏, 廖强, 侯鹏, 刘宇. 固溶冷却方式对短时用高温钛合金板材组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 196-198.

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