（GH1016）化学成分性能及应用试验文
前言
GH1016合金是以Fe-Ni为基体，以铬、钨和钼等元素进行强化的固溶型变形高温合金[1],具有良好的抗氧化性和抗冷热疲劳性能。GH1016合金可在950℃以下长期使用，应用于制造航空发动机燃烧室板材冲压件和焊接结构件，是我国自主研发的铁基合金之一[2]。20世纪90年代开始，国内科技工作者[3,4]对GH1016合金750℃拉伸性能的影响因素进行了较详细的研究。文献[3]指出，CH1016合金的Ca+Mg残余含量控制在0.005%～0.0083%对750℃拉伸塑性大有好处。文献[4]指出，GH1016合金采用1160℃×40min、炉冷至1050℃×2h空冷处理，合金的750℃拉伸塑性可得到大幅度提高。但是固溶处理温度对GH1016性能的影响，没有文献报道。本文通过不同固溶温度处理后合金的综合性能进行比较，分析了晶粒度对合金性能的影响，为以后工业生产的组织控制提供借鉴。
1试验材料和方法
试验采用中频感应+电渣工艺生产的GH1016合金，化学成分如表1所示。锭型为φ360mm,在3150t快锻机上锻造成120mm方坯，然后在方坯上相当于1/4对角线的位置沿纵向切取φ15mm拉伸试样坯料、2mm×2mm×2mm的硬度试样坯料和金相试样坯料，分别在980℃、1010℃、1040℃、1070℃、1100℃、1130℃、1160℃共7个温度下分别固溶处理30min后空冷，热处理完成后按照试验要求加工成所需要的试样。所有的拉伸试样按照GB/T 228—2002的要求加工成工作部分直径为φ5.0mm、标距为25mm的规定比例试样。在GWS-100型拉伸试验机上进行室温拉伸、高温拉伸以及硬度试验，室温拉伸试验设定速率为10mm/min,高温拉伸试验设定速率为3mm/min,断后伸长率和面缩率采用游标卡尺测量并计算。每组试样取三套，所得数据为每组数据的平均值。测试完成后利用型扫
描显微镜对断口形貌及断口附近的微观组织进行详细表征，并对晶界析出相进行微区分析。金相试样纵向断面刨光1mm,依次经过320号、600号、1000号、1500号水磨砂纸打磨后进行抛光，用1.5g硫酸铜溶液进行腐蚀，腐蚀时间60s。腐蚀后用金相显微镜按照对比法对晶粒度进行评级，用电镜进行组织情况分析。所有硬度试样检测按照GB/T 231—2012的要求进行，硬度试样经过刨光和磨光后在THBS-3000DB型布氏硬度计上进行硬度测试，压头直径φ5mm,试验力750N。每组三个试样，每个试样打三个点，取平均值。
来百度APP畅享高清图片
2 实验结果与讨论
2.1 固溶温度对合金强度的影响
图1为GH1016合金的强度随固溶温度的变化情况。从图中可以看出，980～1010℃之间，随着固溶温度的提高，合金的强度基本不变。1010～1040℃之间，随着固溶温度的提高，合金的室温强度和750℃的抗拉强度迅速下降，750℃屈服强度基本保持不变。1040～1160℃之间，随着固溶温度的提高，合金的强度性能基本保持不变750℃屈服强度略有上升。
2.2 固溶温度对合金塑性的影响
从图2可以看出，随着固溶温度的升高，室温拉伸伸长率逐步提高。980～1010℃之间，室温拉伸面缩率随温度有下降的趋势，1010～1130℃之间，室温拉伸面缩率随固溶温度的升高有所升高，1130～1160℃,室温拉伸面缩率随固溶温度升高有所下降。980～1130℃之间，随着固溶温度的升高合金的750℃拉伸面缩率逐渐下降，980～1130℃之间，随着固溶温度的升高，合金的750℃拉伸伸长率先上升后下降，在1070℃达到顶点，1130～1160℃之间，随着固溶温度的提高，合金的750℃拉伸伸长率和面缩率都有所升高。
2.3固溶温度对硬度和晶粒度的影响
图3所示的硬度和晶粒组织随固溶温度的变化情况，硬度的变化趋势基本和强度性能一致。980℃处理时，合金尚未再结晶；1010℃处理时，合金开始再结晶；1010～1040℃之间随着再结晶的不断进行，伴随着晶格畸变的消除，合金的强度和硬度不断下降。1040℃时再结晶完成，1040～1160℃之间，随着固溶温度的提高，合金的硬度基本没有变化，晶粒度长大也极为缓慢，这主要是由于大量的M₆C碳化物在晶界析出，阻碍了晶粒的长大。因此GH1016合金经过1160℃处理后晶粒组织仍然十分细小。
3结论
(1) GH1016合金的再结晶开始和完成温度分别为1010℃和1040℃,晶粒组织小，1160℃以下处理，随着固溶的升高晶粒度长大非常缓慢；
(2) 在1010～1040℃固溶处理时，随着固溶温度的提高，合金的强度和硬度大幅度下降，塑性有所提高；
(3)在1040～1160℃之间固溶处理时，随着固溶温度的提高，合金的强度和硬度基本不变，室温拉伸塑性有小幅度提高，750℃拉伸塑性先下降后上升，1130℃达到最低点。
