固溶溫度對GH4163合金顯微組織及拉伸性能影響的探究

引言

GH4163合金，其國際牌號對應(yīng)為Nimonic 263，是一種先進(jìn)的析出強(qiáng)化型鎳基高溫合金。該合金能夠在高達(dá)850℃的工作環(huán)境下保持的綜合力學(xué)性能、出色的焊接性能以及良好的加工成形性，因此在航空發(fā)動機(jī)的焊接結(jié)構(gòu)件及關(guān)鍵承力部件（如燃燒室、渦輪殼體等）中得到了廣泛應(yīng)用。

拉伸性能分析

本研究通過對不同熱處理?xiàng)l件下的GH4163合金樣品進(jìn)行室溫及780℃高溫拉伸性能測試，系統(tǒng)考察了固溶溫度變化對合金拉伸性能的具體影響。每種熱處理方案均制備了兩組樣品，分別用于室溫及高溫拉伸測試，并計算其拉伸性能的平均值以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

室溫拉伸性能

室溫下GH4163合金的拉伸性能隨固溶溫度的變化呈現(xiàn)出顯著特征。具體而言，與原始態(tài)相比，經(jīng)過1000℃固溶+時效處理后，合金的抗拉強(qiáng)度有所提升，但隨后隨著固溶溫度的進(jìn)一步升高，抗拉強(qiáng)度逐漸下降。同樣地，屈服強(qiáng)度也表現(xiàn)出隨固溶溫度升高而逐漸降低的趨勢，這表明晶粒尺寸對合金的室溫屈服強(qiáng)度具有顯著影響。在塑性方面，伸長率隨固溶溫度的升高先增后減，特別是在1080℃固溶+時效處理后，合金展現(xiàn)出最佳的伸長率表現(xiàn)。

780℃高溫拉伸性能

GH4163合金在高溫（780℃）下的拉伸性能與室溫下有所不同。高溫抗拉強(qiáng)度并未隨固溶溫度的升高而顯著降低，顯示出良好的高溫穩(wěn)定性。同樣地，伸長率也隨固溶溫度的升高先增后減，且在1080℃固溶+時效處理后達(dá)到值。

結(jié)論

(1) 顯微組織演變：固溶溫度對GH4163合金的顯微組織具有顯著影響。原始鍛態(tài)組織中晶界不連續(xù)，晶內(nèi)存在大量孿晶及條帶狀分布的碳化物。隨著固溶溫度的升高，晶界逐漸清晰，碳化物溶解加劇，晶粒尺寸發(fā)生變化。特別地，在1080℃時，碳化物溶解顯著，晶粒開始迅速長大；至1150℃時，碳化物基本溶于基體。

(2) 室溫拉伸性能：固溶溫度的升高導(dǎo)致GH4163合金的室溫抗拉及屈服強(qiáng)度逐漸降低，屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸之間符合霍爾-佩奇關(guān)系。同時，伸長率隨固溶溫度升高先增后減，1080℃固溶+時效處理后的合金展現(xiàn)出的伸長率。

(3) 高溫拉伸性能：在高溫（780℃）下，固溶溫度對GH4163合金的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度影響較小，未出現(xiàn)顯著下降。伸長率隨固溶溫度