合金标准热处理状态的组织由γ基体、γ′、γ"、δ、NbC相组成。γ"(Ni3Nb)相是主要强化相
,为体心四方有序结构的亚稳定相,呈圆盘状在基体中弥散共格析出,在长期时效或长期应用期间,
有向δ相转变的趋势,使强度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的数量次于γ"相,呈球状弥散析出,对合
金起一部分强化作用。δ相主要在晶界析出,其形貌与锻造期间的终锻温度有关,终锻温度在900℃,
形成针状,在晶界和晶内析出;终锻温度达930℃,δ相呈颗粒状,均匀分布;终锻温度达950℃,δ
相呈短棒状,分布于晶界为主;终锻温度达980℃,在晶界析出少量针状δ相,锻件出现持久缺口敏感
性。终锻温度达到1020℃或更高,锻件中无δ相析出,晶粒随之粗化,锻件有持久缺口敏感性。锻造
过程中,δ相在晶界析出,能起到钉扎作用,阻碍晶粒粗化。
L相是变形GH4169合金中不允许存在的相,该相富铌,存在于铸锭枝晶间,降低铸锭初熔点,铸锭
中L相固溶温度和均匀化时间的关系见图4-2。
GH4169工艺性能与要求
因GH4169合金中铌含量高,合金中的铌偏析程度与冶金工艺直接相关。电渣重熔和真空电弧熔炼
的熔炼速度和电极棒的质量状态直接影响材质的优劣。熔速快,易形成富铌的黑斑;熔速慢,会形成
贫铌的白斑;电极棒表面质量差和电极棒内部有裂纹,均易导致白斑的形成,所以,提高电极棒质量
和控制熔速及提高钢锭的凝固速率是冶炼工艺的关键因素。为避免钢锭中的元素偏析过重,至今采用
的钢锭直径不大于508mm。
均匀化工艺必须确保钢锭中的L相完全熔解。钢锭两阶段均匀化和中间坯二次均匀化处理的时间,
根据钢锭和中间坯的直径而定。均匀化工艺的控制与材料中的铌偏析程度直接相关。
生产中采用的1160℃,20h±1180℃,44h的均匀化工艺,尚不足以消除钢锭中心的偏析,因
此建议采用以下均匀化工艺:
1. 1150~1160℃,20~30h 1180~1190℃,110~130h;
2. 1160℃,24h 1200℃,70h[20]。
经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能,钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。锻件的锻造
工艺应根据锻件使用状况和应用要求,结合生产厂的生产条件而定。开坯和生产锻件是,中间退火温
度和终锻温度必须根据零件所要求的组织状态和性能来确定,一般情况下,锻造的终锻温度控制在930
~950℃之间为宜。
GH4169焊接性能
合金具有满意的焊接性能,可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。
对直接时效状态的零部件,推荐采用惯性摩擦焊以保持其强化效果,选用合适的摩擦焊工艺参数
,在保留细晶组织的同时,焊缝边缘及热影响区还可以保留强化相γ′和γ"以及δ相,因此对接头性
能无明显影响,对直接时效的锻件,可在锻造状态进行摩擦焊,焊后再进行直接时效处理(制度Ⅲ)
,可获得持久强度很高的焊接接头[21]。