试验合金采用25kg真空感应炉熔炼,炉内上注法浇注。合金的铌含量为2.0%~5.0%,加入(%)0.002Ce、0.003Mg、0.06V来去除夹杂,强化晶界,改善可锻性。合金锭进行1160℃,12h退火,开坯锻成15mm圆棒和14mm×14mm方棒,终锻温度≥950℃。热处理制度:960、1020℃,1h,油冷+720℃8h,50℃/h炉冷至620℃,8h,空冷两种工艺。组织观察采用S-4300冷场场发射扫描电镜及X射线能量色散分析仪。用阳极选择性电解脱溶,析出物的元素含量分析采用SPECTROFLAME双单道扫描型电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES),晶体结构采用APD-10型X射线衍射仪确定(Co靶,30kV,25mA),析出相含量由X射线衍射对比分析确定。
表1 试验合金的化学成分/%
炉号
C
Si
Mn
Cr
Ni
Fe
Mo
Nb
V
Al
Ti
1
0.044
0.32
0.60
17.10
63.95
10.59
2.50
2.01
0.06
0.82
2.00
2
0.038
0.21
0.20
16.71
63.26
10.76
2.84
3.10
0.06
0.74
2.04
3
0.036
0.23
0.20
16.71
63.04
9.84
2.88
4.14
0.06
0.76
2.06
4
0.043
0.22
0.22
16.79
63.06
8.98
2.84
4.97
0.06
0.75
2.02
试验结果:
随着铌含量增加,合金的室温强度升高,塑性降低。
随着铌含量增加,合金中的析出相类型及数量增多,η相析出形态由颗粒、短棒状转变为连续的片层状,尺寸增大,分布变广,使合金的强度升高,塑性降低。
在960℃和1020℃固溶加二次时效后,铌含量对合金室温力学性能变化的影响规律相同,但力学性能数值不同,这是由于析出相的种类、数量、形态的不同引起的,其中主要是η相变化对力学性能产生影响。
一定含量的铌对η相生成有促进作用,可以通过调整固溶温度控制析出强化相的类型、数量、形态来控制力学性能。
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