Effect van oplossingskoelmedium op microstructuur en mechanische eigenschappen van hoogwaardige GH738-legering
De GH738-legering, die overeenkomt met de Waspaloy-legering uit de Verenigde Staten, is een typische superlegering met vervorming op Ni-basis, versterkt door 'faseprecipitatie'. Het wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, petrochemische en andere hot-end-onderdelen vanwege de goede sterkte- en taaiheidsaanpassing, sterke vermoeidheids-kruipinteractie en stabiliteit op lange termijn bij hoge temperaturen. Momenteel wordt de GH738-legering veel gebruikt in schijf- en bladmaterialen voor gemalen rookturbines. Tijdens de ontwikkeling van nieuwe superlegeringen met vervorming is de afgelopen jaren een reeks procesoptimalisaties van oude legeringen zoals GH738 ontwikkeld om te voldoen aan de eisen van hoge druk, hoge temperatuur, hoge snelheid en andere zware gebruiksomstandigheden van turbineschijven voor vliegtuigmotoren.
De onderzoekers bestudeerden de effecten van verschillende koelmedia (olie, lucht, katoen) en de daaropvolgende verouderingsbehandeling op de microstructuur en mechanische eigenschappen van hoogwaardige GH738 (HQGH738) legeringen. De korrelstructuur en de faseverdeling werden waargenomen met een optische metallografiemicroscoop (OM) en een veldemissie-scanning-elektronenmicroscoop (FESEM), en de treksterkte werd gemeten.
De resultaten laten zien dat het koelmedium geen effect heeft op de korrelgrootte van de HQGH738-legering, maar vooral het heroplossings- en precipitatiegedrag van de primaire en secundaire fasen beïnvloedt, en vervolgens de eigenschappen van de HQGH738-legering beïnvloedt. In de fase van de vaste oplossing, met de toename van de koelsnelheid (afschrikken met olie > luchtkoeling > katoenkoeling), neemt de secundaire fase in de legering af, en hoe kleiner de afmeting, de treksterkte van de legering neemt af. Na de stabilisatiebehandeling blijft de sterktevolgorde van de legering onder de drie koelmethoden ongewijzigd, maar het verschil neemt af. Na dubbele veroudering is de treksterkte van de drie gelijkwaardig. Hoe sneller de afkoelsnelheid, hoe langzamer de verruwing van de primaire 'fase', zodat tijdens het dubbele verouderingsproces een fijnere secundaire 'fase wordt neergeslagen, en de vloeigrens van de uiteindelijke legering toeneemt met de toename van de afkoelsnelheid.
