第四代粉末高温合金热变形后的“项链”组织

侯 琼，陶 宇，贾 建

(1钢铁研究总院 高温材料研究所，北京100081；2高温合金新材料 北京市重点实验室，北京100081)

利用粉末高温合金在不同晶粒尺寸下的性能特征制造双组织涡轮盘，是双性能盘制造技术的主要发展方向。单合金双性能粉末盘的特点是：轮缘为粗晶组织，具有良好的蠕变和裂纹扩展抗力；轮毂为细晶组织，具有较高的屈服强度和低周疲劳抗力。制备先决条件是获得均匀的细晶盘坯，然后根据合金的晶粒长大特性，通过双组织热处理工艺获得双性能涡轮盘[1-4]。国外主要通过大挤压比(>6∶1)的热挤压+等温锻造来获得均匀细晶盘坯，但该工艺路线成本较高，通过对粉末高温合金锭坯进行多火次的锻造(累计变形量0.75以上)与合适的热处理，也可获得均匀的细晶组织(晶粒度10级或更细)[5-6]。

为满足先进航空发动机的要求，国内外都已开展了第四代粉末高温合金的研究，其具有高强度、高损伤容限和高工作温度(815～850℃)的性能特点[7-9]。本课题组在研的新型第四代粉末高温合金与前三代合金FGH4095，FGH4096，FGH4098相比，具有十分突出的高温持久与蠕变性能优势[7]。对该合金进行多火次等温锻造后，在盘坯的局部区域会形成一种“项链”组织，其组织特征为未再结晶的非等轴粗晶周围分布着大量细小的再结晶晶粒。以往对“项链”组织的研究发现，其根本原因是再结晶不完全造成的[10-13]，与均匀细晶及均匀粗晶组织相比较，“项链”组织的拉伸性能介于两者之间，但蠕变性能弱于前两者[14]。鉴……