热处理对GH690-Re合金组织与性能的影响

伯希钢

GH690合金作为一种含铬镍为30%左右的奥氏体镍基变形高温合金，是在Inconel600合金（Cr含量15.5%）的基础上增加Cr含量发展起来的。与Inconel600、Inconel800和Super304等不锈钢相比，它不仅在各种高温水溶液中具有更为优良的耐晶间腐蚀和抗应力腐蚀开裂能力，而且还具有高的强度、良好的冶金稳定性和优良的加工特性，在航空、航海及核工业上具有广阔的应用前景。目前该合金已在压水堆核电站的蒸汽发生器传热管用材上获得应用。

为了获得镍基变形高温合金良好的综合力学性能，需要对加工后的合金进行一定的热处理，目前，对镍基变形高温合金研究的报道主要集中于合金加工工艺、组织和力学性能等方面，而对GH690合金热处理工艺的研究报道较少。为此，通过研究不同热处理工艺对GH690-Re合金微观组织及性能的影响，旨在为提高该类合金的性能提供参考依据。

实验用合金采用真空感应加电渣重熔的双联熔炼工艺，合金原料成分如表1所示，合金铸锭经均匀化退火、铣面后热轧成板材。试验的固溶温度为950、1050和1150℃，保温时间为15、45和75min。时效温度为500、720和820℃，保温时间为5、9和13h。采用POLYVARMET金相显微镜、SSX-550扫描电子显微镜及PW3040/60X衍射分析仪对各试样的微观组织特征进行分析。采用国产CSS-44100电子万能拉伸试验机测试材料的力学性能，拉伸试验参照标准GB/T4338-2006进行。

表1  冶炼前各元素含量表（质量分数，%）

Cr	Fe	Mn	Si	C	Cu	P	S	Ti	Re（37.3%La+63.7%Ce）	Ni
29	8	0.35	0.2	0.03	0.2	0.005	0.008	＜0.28	0.1	61

结果表明：

与热轧态组织相变，GH690-Re合金经热处理后组织有所粗化。最佳的热处理工艺是在1050℃固溶45min，然后在720℃时效9h，组织为单相奥氏体基体+γ＇析出相，晶粒大小比较适中，析出相均匀分布在基体上；

在1050℃固溶45min+720℃时效9h下，GH690-Re合金的抗拉强度和屈服强度达到最高值，分别为655MPa和300MPa。合金的高强度主要来源于时效过程中从过饱和固溶体中析出的γ＇相引起的析出强化。