不同热处理对高温合金GH4141微观组织和拉伸性能的影响

孙晓军; 刘乐; 付建建; 杨晨辉; 孙志擎; 张亚龙

doi:10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.013

不同热处理对高温合金GH4141微观组织和拉伸性能的影响

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.04.013

孙晓军^1,,
刘乐¹,
付建建¹,
杨晨辉¹,
孙志擎¹,
张亚龙^{2, 3, ,}

1.
河南省紧固连接技术重点实验室, 河南信阳464000
2.
郑州航空工业管理学院航空宇航学院, 河南郑州 450046
3.
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东广州 510640

基金项目: 河南省紧固连接技术重点实验室开放课题（JGLJ2202）；中国博士后科学基金（2022M712920）

详细信息

作者简介:
孙晓军，男，1983年生，研究员，主要研究方向为材料及热处理。E-mail：15937614721@139.com

通讯作者:
张亚龙，男，1990年生，讲师，主要研究方向为航空基础件疲劳延寿技术。E-mail：zhangyalong@zua.edu.cn

中图分类号: TG146.1
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出版历程
- 收稿日期: 2022-12-17
- 录用日期: 2023-02-16

Effect of different heat treatment processes on microstructure and tensile properties of superalloy GH4141

1.
Henan Provincial Key Laboratory of Fastening Technology, Xinyang 464000, CHN
2.
School of Aerospace Engineering, Zhengzhou University of Aeronautics, Zhengzhou 450046, CHN
3.
School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, CHN

摘要

摘要: 高温合金作为航空紧固件的主要原材料，其力学性能直接影响着航空装备构件的紧固性能。以GH4141高温合金为试验材料，分析不同热处理后GH4141试样的金相组织、显微硬度、力学性能和断口形貌等特征，研究结果表明了固溶温度对晶粒尺寸影响较大，且随着固溶温度的升高，显微硬度降低；热处理后试样表面形成的残余应力为压缩状态；试样在1 080 ℃ 固溶760 ℃ 时效处理后的拉伸强度最大为1 214 MPa，其拉伸断口表现出明显的析出相强化诱导的颈缩和韧窝特征。
- 航空螺栓 /
- 热处理 /
- GH4141 /
- 微观组织 /
- 力学性能
Abstract: As the main raw material of aviation fasteners, the mechanical properties of superalloy directly affect the fastening properties of aviation equipment components. In this study, the microstructure, microhardness, mechanical properties and fracture morphology of GH4141 superalloy after different heat treatments were analyzed. The results show that the solution temperature has a great effect on the grain size, and the microhardness decreases with the increase of solution temperature. The residual compressive stress formed on the surface of the samples after heat treatment. The maximum tensile strength of the sample after solution at 1 080 ℃ and aging at 760 ℃ was 1 214 MPa, and the tensile fracture showed obvious features of precipitated phase strengthening induced neck shrinkage and dimples.
- aviation bolt /
- heat treatment /
- GH4141 /
- microstructure /
- mechanical property

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图 1 拉伸试样尺寸及实物

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图 2 高温合金GH4141金相组织

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图 3 高温合金GH4141显微硬度分布

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图 4 高温合金GH4141表面残余应力

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图 5 高温合金GH4141应力应变曲线

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图 6 GH4141试样拉伸断口形貌特征

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表 1 GH4141化学成分 %

C Cr Mo Co Al Ti Zr Ni

0.075 18.93 9.83 11.00 1.57 3.13 0.03 Bal

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表 2 热处理工艺参数

编号固溶时效

试样1 1080 ℃/1.5 h 760 ℃/16 h
试样2 1180 ℃/0.5 h 760 ℃/4 h
试样3 1180 ℃/0.5 h 660 ℃/4 h

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参考文献(10)

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