退火對大變形軋制鎳基GH80A合金組織與性能的影響

鎳基GH80A合金由于其良好的熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性及高溫抗氧化性，被廣泛應(yīng)用于航空航天，交通運輸和發(fā)電設(shè)備等行業(yè)。但是，未經(jīng)時效的GH80A，其抗拉強度僅為500MPa左右，時效強化后抗拉強度也低于1000MPa。隨著航空航天、發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展，對相關(guān)材料也提出新的和更高的要求，尤其是更高強度和韌性的性能要求。近些年，通過工藝控制與優(yōu)化組織來提高鎳基GH80A合金的綜合力學性能的研究受到廣泛關(guān)注。

晶粒（組織）細化是提高材料強度和韌性的有效途徑。近年來，采用強塑性變形方法制備超細晶（UFG）或納米晶（NG）材料的相關(guān)研究受到材料研究學者的極大關(guān)注。與傳統(tǒng)的強塑性變形技術(shù)相比，盡管大變形軋制方法的有效應(yīng)變量相對小一些，但仍然可以成功實現(xiàn)制備大塊納米晶材料。研究發(fā)現(xiàn)，大變形異步軋制（ASR：AsymmetricRolling）方式可以極大地提高材料的總等效應(yīng)變，從而使材料組織得到有效細化，是一種制備超細晶及納米晶的有效方法。

科研人員對鎳基GH80A合金進行異步-同步的混合大變形冷軋來制備納米晶材料，研究了熱處理對冷軋態(tài)材料組織和力學性能的影響，并探討了大變形軋制及熱處理后納米晶GH80A材料的組織穩(wěn)定性。

研究采用的鎳基GH80A材料經(jīng)1200℃保溫6h固溶處理后，在室溫下，進行大變形異步-同步的混合軋制，從初始厚度11mm軋至0.44mm，總變形量為96%。隨后將軋制后的樣品切割成小塊樣品，進行300～1000℃不同溫度，不同時間下的退火處理。對不同狀態(tài)下的材料進行切割、鑲嵌、研磨、拋光和采用5%CuCl2+5%鹽酸酒精溶液腐蝕后，進行金相觀察，并進行性能測試。試驗結(jié)果如下：

（1）通過96%大變形異步與同步混合軋制后可以獲得晶粒尺寸為50nm的納米晶材料。對冷軋態(tài)材料進行700℃下退火1h后，晶粒長大至150nm，在800℃以下退火1h，晶粒尺寸仍然能夠保持在250nm以下，表明納米晶材料具有優(yōu)秀的組織熱穩(wěn)定性；