【摘 要】
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K4169镍基高温合金与美国Inconel718合金成分相近,在-252～650℃温度范围内具有优异的疲劳抗力、良好的抗氧化性、较高的强度和较好的抗腐蚀性能,是应用于核电化工、航空航天、机械冶金等领域的关键材料。但是K4169合金铸态组织偏析严重,在650℃以上长期使用时强化相γ″会向脆性相δ转变,导致合金的力学性能下降,严重限制了其使用范围。因此,本文以K4169合金为研究对象,采用金相、扫描电
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K4169镍基高温合金与美国Inconel718合金成分相近,在-252～650℃温度范围内具有优异的疲劳抗力、良好的抗氧化性、较高的强度和较好的抗腐蚀性能,是应用于核电化工、航空航天、机械冶金等领域的关键材料。但是K4169合金铸态组织偏析严重,在650℃以上长期使用时强化相γ″会向脆性相δ转变,导致合金的力学性能下降,严重限制了其使用范围。因此,本文以K4169合金为研究对象,采用金相、扫描电镜和透射电镜观察微观组织及拉伸性能测试,探究热处理及合金元素含量的改变对K4169合金组织及性能的影响,得到以下主要结论:（1）提高Al和Mo的含量,合金在1095℃保温2h可以获得较好的均匀化效果;但是提高Nb含量后,合金在此均匀化处理后还保留着大量的Laves相。（2）随着Mo含量增加至5.05%或者Al含量增加至1.3%时,955℃固溶处理后合金抗拉强度会略高于1130℃固溶处理;但是随着Nb含量增加至8.9%或者Al含量增加至2.1%时,Al和Nb元素在1130℃固溶处理时会进一步溶入基体,因此在时效过程析出大量的强化相提高合金强度。（3）随着时效温度从620℃升高至720℃,标准成分合金的强度增加幅度达到40.9%,但延伸率下降幅度达到29.1%,其中670～720℃温度范围强度增加幅度（24.5%）高于620～670℃温度范围（16.4%）。（4）经过标准热处理,合金随着Al含量从0.5%增加至2.1%,γ″相的含量从2.89%逐渐下降至0.32%。当Al含量增加至2.1%时,合金中强化相的尺寸会急剧增大,γ″相在长度和宽度方向分别从14.3nm和3.2nm增长至78.6nm和11.6nm,γ′相在长度和宽度方向分别从12.9nm和12.7nm增长至80.4nm和73.5nm,导致强度和延伸率下降。随着Mo含量从3.05%增加至5.05%,合金的力学性能无明显变化。随着Nb含量从4.9%增加至8.9%,Laves相和δ相含量增多,严重降低合金的延伸率;同时合金中γ″相的含量增多,几乎观察不到γ′相的析出。
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