GH2132鐵基高溫合金外表等離子滲氮層的熱穩定性

發布時間： 2022-06-10　　點擊次數： 1274次

引言

GH2132鐵基高溫合金是具有面心立方結構的奧氏體型變形高溫合金，其在低于650℃時具有杰出的抗氧化、耐腐蝕、抗疲勞功能，較高的高溫屈服強度和耐久、蠕變強度等，廣泛應用于航空發動機、工業燃氣渦輪機以及汽車發動機等的高溫承力部件上?？墒?，GH2132鐵基高溫合金的硬度較低、耐磨性差，這限制了其應用規模。對鐵基或鎳基高溫合金進行低溫等離子體滲氮后，合金外表構成一層滲氮層，該滲氮層主要由氮在奧氏體中的過飽滿固溶體y、相組成，無CrN分出相，合金的硬度和摩擦磨損功能均得到顯著進步，同時堅持了杰出的耐腐蝕功能27]?？墒?，高溫合金的執役溫度較高，而Y、相又是一個亞穩相，因而有必要對Y、相在高溫下的熱穩定性進行研討；可是目前有關高溫合金經低溫等離子體滲氮所構成的y、相熱穩定性的研討較少，為此，作者對GH2132鐵基高溫合金外表進行低溫等離子體滲氨處理，然后在不同溫度保溫5h，研討了加熱保溫處理后滲氮層的顯微安排、物相組成、硬度和耐腐蝕功能，并與未滲氮和滲氨后未加熱保溫處理的進行比照。

1 試樣制備與實驗辦法

實驗材料為軋制態GH2132鐵基高溫合金，其化學成分見表1。選用電火花切割機在標準為d20mm的熱軋棒上截取尺寸為620mmX5mm的試樣，經機械研磨、拋光后，在自制的DL-50型氮化爐中進行低溫等離子體滲氮，滲氮氣體為NH，壓力為800~900Pa，滲氮溫度為723K，保溫時間為6h。滲氮后將試樣放入KS Y-4D-16型電阻爐中進行加熱保溫處理，加熱溫度分別為673，873，973K，保溫時間為5h。

GH2132鐵基高溫合金的化學成分(質量分數)

Table 1 Chemical composition of GH2132Fe basedsuperalloy(mass%)

試樣經切割、鑲嵌、研磨、拋光和用由5gCuSO、50mLHCI、50mLH.O組成的溶液腐蝕后，在OLYMPUS-GX 51型光學顯微鏡上調查加熱保溫前后試樣橫截面的顯微安排，選用Philips XL-30型掃描電子顯微鏡(SEM) 及附帶的能譜僅(EDS) 進行微觀描摹調查和微區成分檢測。使用Rigaku DMax-Ultima型X射線衍射僅(XRD) 分析不同溫度保溫后滲氮層的物相組成，選用鋼靶，K。射線，管電壓為40kV，管電流為40mA，掃描步長為0.02°，掃描速率為8(°) ·min，選用MH-6L型顯微硬度計測不同溫度保溫前后滲氮層的外表硬度，載荷為1N，保載時間為5s。在由核算機控制的CHI660D型電化學作業站上進行電化學測驗，作業電極為待測驗樣，輔助電極為鉑片，參比電極為飽滿甘汞電極，腐蝕溶液為質量分數3.5%的NaCl溶液。

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