固溶處理對粉末冶金GH4099合金組織及性能的影響

王 華， 王澤鈺， 宋嘉明， 瞿宗宏， 賴運金， 梁書錦

(1. 海軍裝備部， 陜西 西安 710021;2. 西安歐中材料科技有限公司， 陜西 西安 710018)

GH4099(GH99)合金是一種典型的沉淀硬化型鎳基高溫合金，其以Ni、Cr為主，以W、Mo、Co等進行固溶強化，以Al、Ti進行時效強化，以B、Ce、Mg進行晶界強化[1-2]。較多合金元素的添加也導致合金內部相組成較為復雜，除FCC結構的γ相基體外，還包括γ′(Ni3(Al，Ti))、δ、μ和碳化物等析出相[3-4]。其中，γ′相為主要強化相，析出溫度區間為720～950 ℃[3]。此外，由于添加了W、Mo和Co等高溫穩定元素，GH4099合金在高溫下具有較高的組織和性能穩定性，其長時服役溫度可達900 ℃，短時最高服役溫度可達1000 ℃，是目前服役溫度較高的一種鎳基高溫合金[5-6]。并因其良好的高溫強度、優異的耐腐蝕性和高抗氧化性，在航空航天器耐熱結構部件，如渦輪盤、葉片、擋板、加強筋、飛行器固定件和發動機軸等具有廣闊的應用前景[3,7]。

目前GH4099合金常用的制備方法為軋制和鍛造，然而由于鎳基高溫合金強度和硬度高、塑性加工過程中變形能力差，試樣易發生開裂導致成品率較低；同時軋制和鍛造樣件的材料利用率較低，使得相關產品的成本居高不下。粉末冶金法(Powder metallurgy, PM)因制備溫度低、材料組織細小、成分均勻無宏觀偏析，力學性能優異且穩定性良好以及制造周期短、可近凈成形復雜形狀零部件、材料利用率高等優點而成為高溫合金的理想制備方法之一，受到了研究者的廣泛關注。韓志宇等[8]采用等離子旋轉電極和熱等靜壓工藝制備了Inconel 718合金，所制備的合金晶粒尺寸細小、力學性能優異。……