GH80A/GH4080A合金是什么材料
高温合金是指以铁、镍、钴为基体，能在高温及一定的复杂应力作用下长时间服役的一类金属材料，服役环境决定了高温合金需要具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，以及良好的疲劳性能、断裂韧性等。高温合金按基体元素可分为铁基、镍基、钴基等高温合金，其中，镍基高温合金的高温强度最高，耐腐蚀性能最好，非常适合在高温条件下长时间工作。
GH4080A合金是Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，该合金的强化方式主要是加入铝、钛元素形成γ′沉淀强化相，在650～850℃范围有良好的抗蠕变和抗氧化性能。材料的性能主要取决于化学组成与组织结构，热处理作为金属材料塑性成形过程中的关键工序，不同的固溶温度、保温时间会对材料的微观组织造成不同的影响，如晶粒尺寸、再结晶分数、析出相的数量和尺寸以及晶界状态等，因此选择合适的热处理工艺制度对该合金的组织和性能有重要的影响。高温合金的热处理主要包括固溶处理和时效处理。本文以GH4080A合金热轧棒材为试验材料，研究了不同的固溶温度以及保温时间对该合金微观组织的影响，为实际生产过程中的热处理工艺提供理论指导。
由不同固溶温度下的再结晶图和再结晶曲线可知，初始热轧棒材由于终轧温度较低，动态再结晶过程没有充分完成，因此组织内部存在残余应力。在1020℃固溶时，大部分的区域都满足了再结晶的形核条件，只有少部分的未再结晶组织，并且随着保温时间的增加再结晶分数也逐渐增加，但是由于此时的固溶温度比较低，析出相未能充分溶解，阻碍了晶粒的长大，因此再结晶晶粒不仅没有长大，反而比热轧棒材的更细。随着固溶温度的升高，颗粒状析出物已经充分溶解，开始进入晶粒长大阶段，此时的组织大部分都已经被再结晶晶粒所取代。再结晶过程同时会伴随着小角度晶界向大角度晶界的转变。
通常在退火条件下，一些低层错能的面心立方金属中（如奥氏体γ-Fe）经常能看到一些两边界面平直的孪晶片，即退火孪晶。关于退火孪晶的形成机制，一般认为是在晶粒生长过程中形成的。当晶粒通过晶界移动生长时，原子层在晶界角处（111）面上的堆垛顺序偶然错堆，就会出现一共格的孪晶界并随之在晶界角处形成退火孪晶。
GH80A的热处理制度研究
固溶退火
在加工和热处理镍基合金时，必须对这种材料进行固溶处理，以确保杂质能溶回基体中。于秋颖等研究了GH80A在不同时间的固溶处理，发现当固溶温度低于100℃时，V相全部溶回基体中，但有少量碳化物没有完全溶入基体中。在108℃固溶处理8小时后，碳化物完全溶解到基体中，因此GH80A的研究基本在108℃进行。
时效处理
由于γ相是GH80A的主要强化相，所以沉淀强化是γ的主要强化机制..我们通常通过时效析出γ相和碳化物相来强化材料。葛婷婷通过研究GH80A的相图发现，700℃是GH80Ay’相的析出峰，因此GH80A的时效处理应在此温度进行。GH80A经余秋英在700℃和850℃时效后，发现在700℃时Y相更细小、更分散，因此可以获得较高的强度。YulaiXu9等对GH80A进行700℃和16h时效处理后，碳化物MzsCg开始在晶内和晶界析出，700℃时效的GH80A断裂强度达到1250MPa。在700℃单次时效获得的性能在强度或塑性方面是最好的。
除了单一时效，有人还提出了双时效热处理工艺，即增加了稳定热处理工艺:850℃时效24小时。根据850℃时效后，晶界上析出更多的二次碳化物，晶粒内也析出细小的二次Y相。这样，虽然在这样的时效处理下强度有所降低，但850是碳化物的析出峰，所以在双时效制度下可以使晶内和晶界达到最佳匹配，从而提高材料的塑性和延展性。俞来旭等人也对GH80A进行了三次时效试验，其热处理工艺为1070 ℃/8 h，AC+980℃/4 h，AC+ 845℃/24h，AC+700℃/16h，AC。研究发现，经过三次时效后，虽然强度和蠕变性能有所下降，但塑性和延性有所提高。
GH80A的高温稳定性
由于高温合金主要在相对较高的温度下使用，因此研究高温性能如高温稳定性和蠕变性能更为重要。丁P等在标准热处理条件下对GH80A进行不同温度的长时间时效，发现在750℃以下时效5000小时，Y相没有明显长大，也没有TCP等有害相，可以认为该合金组织在750℃以下可以稳定工作。但在850℃以上长期时效处理后，相和晶界中的碳化物聚集长大，碳化物数量增加，Y相数量略有减少，合金塑性下降，持久寿命保持稳定。同时存在基体的二次Y溶出现象。考虑到GH80A的应用场合和温度，有必要设计一种新的工艺使GH80A在850℃及以上稳定工作。
