GH4169属于Ni-Cr-Fe基沉淀硬化型变形高温G合金，由于基体和沉淀相之间的共格畸变能比力大，使得该高温合金在-253℃到650℃的温度领域内可能维持机能和组织不变，成为深冷温度到高温这一相当宽温度领域内利用最宽泛的高温合金。该合金对应美国商标为Inconel718，是航空发起机领域宽泛利用的镍基高温合金。GH4169合金是以y"相为重要强化相的时效硬化型高温合金，在达到肯定温度时，亚稳的y相会转变为正交有序结构的不变δ相;当温度持续升高时，δ相含量逐步削减直到齐全隐没;δ相的描摹、散布和含量对GH4169合金的组织和机能有很大影响，大幼、数量和状态适当的δ相可影响GH4169锻件晶粒尺寸，提高冲击韧性和塑性，晶界上的δ相还可能推迟裂纹的形成与扩大。该合金拥有优良的综合机能，即较高的强度、抗蠕变机能和委顿寿命，尤其在650℃温度以下，其力学机能拥有很高的不变性。GH4169高温合金在我国最初重要利用于圆盘形锻件，随着变形工艺的发展，钻研了变形量、变形温度、变形路次、形变速度、变形方式以及冷却方式、包套、光滑等多种成分对合金中各类析出相的状态、散布、数量和资料力学机能的影响。随着使用领域的不休扩大，GH4169产品类型也相继扩大到环形件、盘形锻件、棒材、板材、管材、丝材、带材等险些蕴含所有的冷成形产品和热成形产品。随着航空领域高强度结构件设计水平提高，较高的综合机能要求促使GH4169在航空结构件中的利用需要日益增长。

本文拔取GH4169典型结构件，通过数值仿照等方式造订了锻件工艺规划，发展了锻件研造，并分析了锻件化学成分、金相组织和力学机能等，验证了铸造工艺的可行性。

一、试验资料及步骤

1、典型锻件拔取

拔取典型锻件为GH4169合金的异形板状结构件选取胎模锻方式成形，锻件规格参数如表1所示，锻件结构示意图如图1所示。

表1典型锻件规格参数

2、试验规划设计

(1)铸造工艺。

本钻研选取胎模铸造方式在大型液压机上进行铸造，通过优化截面状态来保障变形量散布均匀;铸造加热温度选择在δ相的溶化温度领域内，为1000℃~1020℃;铸造前对坯料进行包套。典型锻件的成形过程仿真流程如图2所示，选取?300mm规格的棒材原资料，2火次模锻成形。

(2)热处置工艺。

GH4169高温合金典型锻件选取“固溶+时效”热处置造度。

固溶工艺参数:(950~980)℃±10℃，保温1h~1.5h，油冷;

时效工艺参数:(700~740)℃±10℃，保温6h~10h，以(40~60)℃/h冷速炉冷至600℃~640℃，保温6h~10h，空冷。

固溶出炉时迅速将锻件转移至淬火油槽中，淬火油初始温度≤35℃，全程油温≤60℃，淬火过程开启搅拌。淬火后实时查抄变形情况。时效过程中应均匀升温或降温，以达设定温度起头推算保温功夫，但炉冷至第二阶段以达到620℃起头推算。

3、试验过程

试验资料取自GH4169典型锻件,试验项目蕴含化学成分、纵横向室温拉伸、高温拉伸、高温悠久，金相组织。金相组织打磨抛光后进行侵蚀，侵蚀液的成分为高锰酸钾和盐酸，热煮10s~15s，再用草酸水溶液洗濯检测面后，选择高倍显微镜观察组织描摹。

二、试验了局及分析

1、化学成分

GH4169高温合金典型锻件化学成分如表2所示，三批次产品的成分均较为均匀。

表2锻件化学成分(%，质量分数)

金相组织

GH4169高温合金典型锻件晶粒度如图3所示，晶粒度均达到8级，远高于尺度要求的均匀晶粒度为4级或更细,允许个别2级晶粒存在的要求,注明铸造变形充分，组织细化充分。

典型锻件显微组织如图4所示，GH4169高温合金重要强化相为γ"相，其不变温度为650℃，强化相起头固溶温度为840℃~870℃，齐全固溶温度为950℃。δ项的起头析出温度为700℃，析出峰值为940℃，齐全溶化温度为1020℃。图中δ相呈短棒状散布于晶界，该组织可能降低锻件缺口敏感性，提升锻件委顿机能，且晶界析出的δ相散布均匀，可能起到晶界钉扎作用，故障晶粒粗化，提升资料力学机能。

力学机能

经3批次锻件力学机能检测批注，典型锻件纵向室温抗拉强度散布区间1435MPa~1496MPa，均匀1470MPa，逾越尺度值195MPa;横向室温抗拉强度散布区间1429MPa~1489MPa，均匀1452MPa，逾越尺度值212MPa;纵向高温抗拉强度散布区间1174MPa~1223MPa，均匀1199MPa，逾越尺度值199MPa;横向高温抗拉强度散布区间1157MPa~1187MPa，均匀1176MPa，逾越尺度值176MPa。纵向室温屈服强度散布区间 1088MPa~1236MPa，均匀 1193MPa，逾越尺度值158MPa;横向室温屈服强度散布区间1157MPa~1205MPa，均匀1178MPa，逾越尺度值143MPa;纵向高温屈服强度散布区间 962MPa~ 1048MPa，均匀1024MPa，逾越尺度值164MPa;横向高温屈服强度散布区间969MPa~1029MPa，均匀1005MPa，逾越尺度值145MPa。

从检测数据分析，抗拉强杜纂屈服强度满足尺度要求，其中屈服强度数据拥有肯定的颠簸性，均拥有充足的机能阔气量。纵向室温延长率散布区间17%~23.5%，均匀20.2%，逾越尺度值8.2%;横向室温延长率散布区间13%~21.5%，均匀18.2%，逾越尺度值8.2%;纵向高温延长率散布区间16.5%~42.5%，均匀28.4%，逾越尺度值16.4%;横向高温延长率散布区间15%~36%，均匀23.9%，逾越尺度值11.9%。纵向室温断面收缩率散布区间33%~36%，均匀34.5%，逾越尺度值19.5%;横向室温断面收缩率散布区间25%~33%，均匀29.5%，逾越尺度值17.5%;纵向高温断面收缩率散布区间58%~69%，均匀62.6%，逾越尺度值47.6%;横向高温断面收缩率散布区间56%~65%，均匀59.1%，逾越尺度值44.1%。具体检测数据见表3、表4、图5。

表3拉伸机能尺度值

表4悠久机能检测了局

高温悠久机能数据散布见图6，高温悠久断后延长率散布区间 14.7%～27.7%,均匀 19.7%,逾越尺度值14.7%。断后延长率满足尺度要求，数据拥有肯定的颠簸性,但均拥有充足的机能阔气量。

结论

通过发展典型结构锻件工艺尝试,并经过化学成分、组织、力学机能等分析,得出如下结论:

(1)GH4169高温合金造备航空结构件合用于胎模锻铸造;

(2)造备航空结构件应选取优质成分 GH4169高温合金，选取II类热处置造度，可提高结构件委顿机能，满足航空结构件需要。

（注，原文标题：GH4169高温合金航空结构件热加工行为钻研_蔡森）