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A286是目前使用广泛的一类铁基沉淀硬化型高温合金,其可在700℃以下保持较高强度,同时在815℃以下仍具有较高的抗氧化性。该牌号一般在固溶加时效状态下使用,时效制度决定了主强化相v '相[Ni,(Al,Ti)]的形态以及在基体中的分布情况,进而决定材料的各项力学性能。本文主要研究了几种不同的时效工艺对合金性能的影响。
本试验原材料为真空感应、真空自耗电极重熔生产的A286进口高温合金丝材,其合金化学成分见表1,等同于国内材料GH2132。所有试验材料统一在982℃进行固溶处理,固溶后按表2所列试验方案进行时效。其中,720℃首段时效使用真空气淬炉,后续时效全部使用箱式电阻炉,材料用硅砂保护。每组方案后一段时效温度总比前一段时效温度低,详见表2。
为便于观察合金强度、硬度的变化趋势,现将表3、4、5数据作图比较
( 1 )A286高温合金采用多段时效,可有效增加v基体中主强化相v′相含量,提高高温合金强度和硬度。(2)在时效段数相同的情况下,采用较低的时效温度,可获得更加细小而弥散的第二相颗粒,获得更好的强化效果。(3)时效段数的增加对合金硬度的提升比对合金强度的提升更明显,合金强度对时效温度更敏感一些。(4)时效温度和段数对高温合金的晶粒度影响不明显,同时对合金的疲劳和高温持久性能不会产生不利影响。(5)增加时效段数、降低后续时效温度也可作为高温合金生产中,弥补产品强度不合格的补救措施。
合金广泛应用于燃气涡轮发动机热端关键部件,如涡轮盘、涡轮工作叶片、涡轮导向叶片、燃烧室和加力燃烧室的紧固件等。