图２ ＦＧＨ４０９６合金显微组织形貌．
Ｆｉｇ．２
Ｍｉｅｒｏｓｔｒｉａｃｔｔｔｉｍ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９６ ｄ—金相；ｂ—ⅡＭ
图３ ＦＧＨ４０９７合金显微组织形貌 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｅｒｏｏｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌ｜ｏｙ ＦＧＨ４０９７
ｎ一金相；６一ｓＥＭ
３．３台金性能
台盒
Ｔａｂｌｅ ２
裹２ ３种台金中的相组成 Ｃｏｍｏｏｓｌｔｔｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓ８ ｉｎ ＦＣＩｔ４０９５，ＦＧＩｔ４０９６ ａｎｄ １７ＣＩｔ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
ＦＣ｝１４０９５
ＦＧＨ４０９６
ＦＧＨ４０卯
合盒中相组成
Ｔ，Ｙ’，ＭＣ，鸭Ｂ２（痘）
１，一．Ｍｃ，Ｍ∞（２６（痕），Ｍ，Ｂ２（痕）
３．３．１室温拉伸性能 ＦＧＨ４０９５的室温拉伸强度分别比ＦＧＨ４０９６和 ＦＧＨ４０９７高１１％和２１％，ＦＧＨ４０９７的拉伸塑性最好。 ＦＧＨ４０９６介于二者之间（图４）。从屈强比（％：／吼） 看，ＦＧＨ４０９７为０．６８，ＦＧＨ４０９６为０．７２．ＦＧＨ４０９５为
０．７５。
３．３．２室温硬度和室温冲击韧性 从表３可见，ＦＧＨ４０９５室温硬度分别比ＦＧＨ４０９６ 和ＦＧＨ４０９７合金高１０％和２１％，ＦＧＨ４０９５室温冲击韧 性最差，ＦＧＨ４０９６与ＦＧＨ４０９７比ＦＧＨ４０９５高约６０％。
Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
Ｚｈａｎｇ Ｙｉｗｅｎ＠Ｔａｏ Ｙｕ Ｚｈａｎｇ Ｙｉｎｇ Ｌｉｕ Ｊｉａｎｔａｏ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｘｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｎａ （Ｈｉ曲Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＩＳＲＩ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
０ ０４１
ｎ ００６＇
ＭＣ
（Ｎｂ ０ ６２．１＂ｉ０．３８）Ｃ
（Ｔｉ０．７７，Ｎｂ ０ ２３）Ｃ
（№０ ６７，Ｔｉ ０ ２７．ｆ－ｌｌ＂０ ０６）Ｃ
６
图１ ＦＧＨ４０９５合金显微组织形貌
４一金相；６．椰Ｍ Ｆｉｇ．１ Ｎｉｃｒ０６ｍｌｅｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９５
粉末冶金高温舍空的纽织和性能研究
余
用金相显微镜、ＳＥＮ、ＴＥＮ观察和分析合金的显 微组织和相结构，用化学相分析方法分析相组成。分 别测试三种合金的力学性能。在６００一９００屯之间进行 三种合金的等温静态氧化试验…，用ＳＥＩ～Ｉ观察氧化膜 的形貌，ｘ射线分析氧化产物。做了三种合金的８７０℃ 燃气热腐蚀试验”ｏ。２０ｈ、４０ｈ、６０ｈ、８０ｈ和ｌＯＯｈ后试 样称重，结果取５个试样的平均值。
３试验结果
３．１相组成
从化学相分析结果可见（表２）’’、ＮＣ、ｔｅｌ。ｃ、 Ｍ。Ｃ６和Ｍ３Ｂ：相组成比较复杂。１’相主要由Ｎｉ、ｃｏ、
ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ和Ⅲ合金元素组成，ｃｏ和ｃｒ置换 Ｍ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｈｆ置换ＡＩ。ＭＣ型碳化物主要由Ｎｂ、Ｔｉ、 Ⅲ和ｃ合金元素组成。ｚｒ主要进入ＭＣ型碳化物中， 在１’相中含量非常少。
ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆＦＧＨ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ａｌｅｔｈｅ ｂｅｓＬ Ｗｈｅｎｔｈｅ ｓＬｒ８Ｓ－ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆａｃｔｏｒ ｒａｎｇｅ（ＡＫ）ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ ５０ＭＰａ／ｍ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ＦＧＨｚｌ０９７ ｓｕｐｏｒａｌｌｏｙ ｉｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ａｔ ６５０。Ｃ．Ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｌｏｗ ８００。Ｃａｎｄ ＣＯＩＴＯＳｉＯＩＩ ｒｅｓｉｓｔ－ ａｎｃｅ ｏｆ ＦＧＨ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ａｔ ８７０。Ｃ ａｎ ｍｕｃｈ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ＦＧＨ４０９５ ａｎｄ ＦＧＨ４０９６ ｓｕｐｅｒａＵｏｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｏ＇ａｄｅｒ ｍｅ抽且ｕ’ｇｙ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ，ｍｌｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ碑乱ｓｔａｎｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆｅ＿ ａｉｓｔａｎｃｅ ｐｍｐｅｒｔｙ
囤
ＦＧＨ４０９６组织均匀，６—７级晶粒度（图２０），没 有一次大１’相。二次１’相呈球形主要分布在晶内，尺 寸为０．０６—０．２ｐ，ｍ（图２ｂ）；三次Ｔ ７相分布在晶内，尺 寸小于０．０４ｐａｎ。ＭＣ型碳化物分布在晶内和晶界上。
ＦＧＨ４０９７组织均匀，６—７级晶粒度（图３口），存
在三种１ ７相。一次１’相呈方形分布在晶界上，尺寸为 ０．８。１．３ｖＬｍ；二次１’相呈方形和蝶形主要分布在晶 内，尺寸为０．２一Ｏ．６ｐ，ｍ（图３ｂ）；三次１’相分布在晶 内，尺寸为０．０４—０．１ｖＬｍ。ＭＣ碳化物分布在晶内和晶 界上，Ｍ。Ｃ、Ｍ。Ｃ。碳化物和Ｍ，Ｂ：硼化物分布在晶界上。
Ｆｉｇ，５
图５三种合金的室温冲击断口显微形貌 Ｆｒａｃｔｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ ｉｍｐａｃｔ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙｓ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ａ－－ＦＧＨ４０９５：｝一ＦＧＨ４０９６：ｅ－－ＦＣ－Ｈ４０９７
表４三种台金６５０。Ｃ持久性能
Ｔａｂｌｅ ４ Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈ镕ｒｕｐｔｕｒｅ
粉末冶金高温舍空的组织和性能研究
回
粉末冶金高温合金的组织和性能研究
张义文。陶 宇张莹刘建涛张国星 张娜 （钢铁研究总院高温材料研究所，北京１０００８１）
摘要研究和对比了热等静压＋热处理态ＦＧＨ４０９５、ＦＧＨ４０９６和ＦＧＨ４．０９７三种合金的组织、相组成、力学性能、 抗氧化性能及抗热腐蚀性能。结果表明，三种合金均由１相、１’相、碳化物和硼化物组成；ＦＧＨ４０９５合金的室温强 度和硬度最高，ＦＧＨ４０９７合金的高温持久和蠕变性能最好．ＦＧＨ４０９６合金的性能居于二者之间；在６５０℃和应力强 度园子范围（ＡＫ）小于５０ＭＰａ√ｍ时，ＦｃＨ４０９７合金的疲劳裂纹扩展速率（ｄａ／ｄＮ）最低，在８００℃以下抗氧化性 能和８７０℃抗热腐蚀性能ＦＧＨ４０９７台金优于ＦＧＨ４０９５和ＦＧＨ４０９６合金。 关键词粉末冶金高温台金，组织，力学性能，抗氧化性能．抗热腐蚀性能
３．２显微组织
ＦＧＨ４０９５组织均匀，６—７级晶粒度（图ｌａ），存在 三种１’相，一次１’相呈方形主要分布在晶界上，尺寸为
ｎ ５一１．５岬（图１６）；二次１’相呈方形和蝶形主要分布
在晶内，尺寸为０．１—０．３“ｏ（图１ｃ）；三次Ｙ ７相呈球形 分布在晶内，尺寸为０．０２一ａ０８１ｕ－ｎ。ＭＣ型碳化物分 布在晶内和晶界上，Ｍ，Ｂ。型硼化物分布在晶界上。
台金
Ｃ
Ｃｒ
Ｃｏ
Ｗ
Ｍｏ
ｍ
Ｔｉ
Ｎｂ
Ｂ
备
ＨＩ＂
ｃｅ
ＭＥ
Ｎｊ
ＦＣｔｔ４０９５
ｎ０６
１３．Ｉ
８，１
３６
３．６
，５
２６
３，４
Ｇｌ－１４０９６ ｎ０３
１５ ８
１２ ９
４０
４．Ｏ
２２
３７
０．８
Ｏ ０１１
０．０３６
０ ００９
余
ＦＣ，Ｈ４０９７
ｎ ０４
８８
１６ ２
５３
３８
５０
１８
２７
（Ｏ ０１５ ＜０ ０１５ ‘０ ４ （０ ０１ ＜０ ０１
图４室温拉伸性能
Ｆｉｇ．４ Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｐｒｏｐｅｌｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒａＵｏｙｓ ａｌ ＩＸ）ＯＩｌｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
囤
第３篇粉末冶金和弥散强化高温合金
表３硬度和冲击韧性
Ｔａｂｌｅ ３ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｔｌｕｃｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙｓ ａｔ ｉ－ｏｏｒａ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１前言
２试验材料和试验方法
粉末冶金高温合金用于高性能航空发动机的涡轮 盘、压气机盘、鼓筒轴和环形件等熟端转动部件。目 前我国研制的ＦＧＨ４０９５、ＦＧＨ４０９６和ＦＧＨ４０９７三种镍 基粉末冶金高温合金，均属于１’相沉淀强化型高温合 金。ＦＧＨ４０９５属于高强型合金，最高使用温度为 ６５０＇Ｅ。ＦＧＨ４０９６具有高的裂纹扩展抗力，属于损伤容 限型合金，最高使用温度为７５０℃。ＦＧＨ４０９７具有高的 高温持久和蠕变性能，属于高持久强度型台金，最高 使用温度为７５０。Ｃ。本文对直接热等静压（ＨＩＰ）成形 的三种合金的组织和性能进行了对比研究。
（Ｎｉ ０ ９２，Ｃｏ ０．０６，Ｃｒ ０ ０２）］
（Ｎｉ ０－８５，Ｃｏ ０ １３．１２ｒ ０ ０２），（Ａｌ
Ｔ’相 （Ａ１ ０ ５７．Ｔｉ ０ ２４．舳０ １４．Ｃｒ （＂ｉ３ ０ ４５，Ａｌ ｎ ４４。Ｃｒ ０．０７．№ ０ ６８，Ｔｉ ０．１４，Ｎｂ ０ １０．Ｃｒ ０－０７．ｔｔｆ
瞌０５１
合金
硬度ＨＢＷ
冲击吸收功Ａｔｕ２／Ｉ
ＦＧＨ４０９５
４４３
２Ａ
ＦＣ－Ｈ４０９６
４０３
４０
ＦＧＨ４０９７
３６５
３９
从冲击断Ｅｌ微观形貌看，三种合金均表现为粉末 颗粒间、晶内和晶间混合断裂模式（图５）。
３．３．３高温持久性能 从表４可以看出，光滑试样６５０℃持久，ＦＧＨ４０９５ 和ＦＧＨ４０９７具有较高的持久性能，ＦＧＨ４０９６的持久寿 命较低，相比之下ＦＧＨ４０９７具有较高的持久塑性。 光滑一缺口复合试样６５０。Ｃ持久，ＦＣＨ４０９５和 ＦＧＨ４０９６的持久寿命较低，持久塑性差，试样断在 缺口处，表现为缺Ｅｌ敏感性；而ＦＧＨ４０９７具有优异 的持久性能，持久塑性好，试样断在光滑处，表现 出缺口强化。
试验用三种合金均采用等离子旋转电极工艺制粉、 ＨＩＰ成形，并经热处理。ＨＩＰ温度在’’稻完全固溶温度 以上２０～３０ｑｃ。粉末粒度为５０一１５０¨ｍ。ＦＧＨ４０９５环 形件热处理制度为（１１２０—１１６０）ｏｃ ｘ １１１／（５８０— ６２０）ｃｃ盐浴＋８７０℃×１ｈ／ＡＣ＋６５０℃Ｘ ２４ｈ／ＡＣ： ＦＧＨ４０９６环形件热处理制度为（１１３０—１１７０）℃Ｘ １ｈ／ （５８０～６２０）℃盐浴＋７６０℃×８ｈ／ＡＣ；ＦＧＨ４０９７轴件热 处理制度为（１１９０—１２．１０）℃×８ｈ／炉冷一（１１６０～ １１７０）。ｃ／ＡＣ＋８７０℃×２４ｈ／ＡＣ。试验料的化学成分见 表１。