熱處理工藝對 A286 合金組織和性能的影響

A286 合金是在 Fe-25Ni-15Cr 基高溫合金的基礎(chǔ)上加入鉬、 鈦、 鋁、釩及微量硼綜合強(qiáng)化得到，其主要強(qiáng)化相是在 γ 基體上有均勻彌散的 Ni3（Ti，Al）型γ' 相以及 TiN、TiC， 晶界有微量的 M3B2 等合金相，經(jīng)過 980 ℃固 溶 時 效處理后 ， 其屈服強(qiáng)度通常在600～700MPa，為了保證屈服強(qiáng)度大于695MPa，理論上有兩種方法， 第一種方法是改變熱處理制度來提高屈服強(qiáng)度，即降低固溶溫度到 900℃，然后再進(jìn)行時效。固溶溫度選擇降低到 900℃是因為該合金的終鍛溫度為 900℃，在該溫度下固溶，既可以保證終鍛后合金能*再結(jié)晶以獲得良好的顯微組織，也可以避免晶粒長大，充分發(fā)揮細(xì)化晶粒的強(qiáng)化作用， 如果該方法還不能使屈服強(qiáng)度提高到 695 MPa 以上， 那么僅通過熱處理來提高屈服強(qiáng)度是不可能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的，這就需要使用第二種方法。第二種方法是增加 強(qiáng)化元素，A286 合金 中 已 有 強(qiáng) 化 元 素 Mo、Ti、Al、B、V， 因此只能添加除以上強(qiáng)化元素以外的元素。 通過研究發(fā)現(xiàn)，Nb 增加晶格常數(shù)的效果比 Mo 明顯，表明 Nb 的固溶強(qiáng)化作用更大，對于 γ' 相強(qiáng)化的鐵基高溫合金，Nb 主要溶解于 γ' 相，因此 Nb 在 γ 基體中起到明顯的固溶強(qiáng)化作用，Nb 還是碳化物形成元素，同時，還參與硼化物形成，過多的鈮還會引起 Laves 相的析出，過少的 Nb 又起不到強(qiáng)化作用， 因此在合金中添加 0.08%的 Nb 以達(dá)到提高強(qiáng)度的作用。

熱處理工藝

不含 Nb 的 A286 合金經(jīng)過 900 ℃固溶保溫 1 h 水冷、720 ℃時效保溫 16 h 空冷的屈服強(qiáng)度達(dá)到 750 MPa； 加入 0.08%Nb 的 A286 合金經(jīng)過 900～980 ℃固溶保溫 16 h 空冷，合金屈服強(qiáng)度達(dá)到 740～770 MPa。 如果考慮成本，高屈服強(qiáng)度 A286 合金最佳熱處理工藝為 900 ℃固溶保溫 16 h 空冷。