镍基高温合金喷射成形

出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《特种加工手册》第628页（1123字）

镍基高温合金是一种可在高温下承受严酷的机械应力并具有良好表面稳定性的重要金属材料．传统铸锭冶金方法可以制造几乎所有形状的镍基高温合金，但却存在严重的偏析和晶粒粗大问题．

9．7．3．1 喷射成形镍基高温合金的组织特点

(1)显微组织细化 依合金成分和工艺参数的不同，晶粒尺寸在10～40μm之间，比铸锭合金法的大大细化．

(2)产生非枝晶球状组织 这是喷射沉积材料最显着的组织特征．关于其球化机制，目前较一致的看法是：在雾化过程中，熔滴经历了一个短暂的快速凝固时期，使显微组织极度细化．而沉积过程中的冷却速度比雾化过程的低得多，约在10⁰～10²K／s之间，并受沉积基板的传热系数及热性质的控制．如此低的冷却速度将使沉积材料处于一种高温退火状态．在此过程中，球形颗粒的形成主要是两种机制：①沉积过程中未强烈变形枝晶的均匀化，见图9-37(a)；②已变形或断裂枝晶臂的生长与粗化，见图9-37(b)．其中前一种机制较完善．

图9-37 球形颗粒的形成机制

(3)喷射沉积态镍基高温合金的碳化物形态与尺寸发生变化 如Alloy625经退火处理后，碳化物分布更趋均匀、弥散和细小(尺寸小于1μm)，避免了传统成形方法中出现的碳化物团．

(4)晶粒内γ′相分布均匀 由于冷速很高，传统铸造方法所具有的初生共晶γ／γ′相得以避免，γ相的过饱和固溶度明显提高，原始颗粒与急冷边界基本消失，晶粒内部γ′相的分布十分均匀，晶界氧化消失．

(5)含氧量低 消除了成分偏析现象，具有比粉末冶金工艺低得多的含氧量．存在的轻微疏松现象，可通过热等静压、轧制、锻压等方法予以消除或减轻．

9．7．3．2 喷射成形镍基高温合金的性能

喷射成形In718合金的室温和650℃屈服与持久强度及持久寿命高于铸锻态合金，塑性也保持了较高的水平．当施以热等静压处理后，室温与高温性能大为改善，见表9-13．

表9-13 喷射成形In718合金拉伸及开裂性能