固溶冷卻介質(zhì)對優(yōu)質(zhì)GH738合金組織及力學性能的影響

GH738合金，對應(yīng)美國Waspaloy合金，是一種典型的以γ′相析出強化的鎳基變形高溫合金。因其具有良好的強韌化匹配性、抗疲勞蠕變交互作用強及高溫長時組織性能穩(wěn)定性特征而被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工領(lǐng)域及各種熱端部件。目前，GH738合金被廣泛應(yīng)用于地面煙機渦輪盤及葉片材料，近年來，在研發(fā)新型變形高溫合金的同時，對GH738等這類老合金經(jīng)過一系列的工藝優(yōu)化，發(fā)展出了滿足航空發(fā)動機渦輪盤高氣壓、高溫、高轉(zhuǎn)速等苛刻服役條件下應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)GH738合金。

航空發(fā)動機渦輪盤用優(yōu)質(zhì)GH738合金優(yōu)異的力學性能源于晶界強化與2種尺寸γ′相（大尺寸的一次γ′相和小尺寸的二次γ′相）強化的良好匹配，25%左右的γ′相體積分數(shù)使得其在獲得較高強度的同時擁有良好的塑性。而不同的冷卻速度會使γ′相含量及尺寸分布有明顯的差異，致使影響合金的力學性能?？蒲腥藛T主要研究3種冷卻介質(zhì)（油、空氣和保溫棉）對優(yōu)質(zhì)GH738合金顯微組織及力學性能之間的關(guān)聯(lián)性，為實際生產(chǎn)中合金的淬火工藝提供參考。

實驗用材料取自鍛態(tài)的優(yōu)質(zhì)GH738合金盤件。合金原始鍛態(tài)為均勻的等軸晶粒組織，平均晶粒尺寸為40μｍ；原始鍛態(tài)存在3種尺寸γ′相，晶界和晶內(nèi)大尺寸γ′相達300nm左右，二次γ′相在110nm左右，而最小尺寸的三次γ′相在20nm左右。適當固溶保溫后，部分一次、所有二次和三次γ′相全部回溶于基體，因冷卻速度的不同，在固溶冷卻過程中或雙時效過程中再次析出均勻細小的二次γ′相。

試樣經(jīng)1020℃固溶保溫4h后分別進行油冷、空冷和棉冷，然后均經(jīng)過相同的標準雙時效處理（845℃＋4h，AC＋760℃＋16h，AC）。分別采用光學金相顯微鏡（OM）和場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）對熱處理各階段合金的晶粒組織及γ′相分布情況進行觀察，同時檢測熱處理各階段拉伸強度，拉伸性能取雙樣以排除誤差波動干擾。