了解GH4586镍基高温合金GH586百科

镍基高温合金在高温下表现出优异的性能，如高强度和抗氧化性，使其成为航空和航空航天工业的理想材料[1]。为了在极端使用环境中广泛应用镍基高温合金，控制微观组织并获得理想性能是关键。众所周知，在高温合金的变形或退火过程中，重结晶将在临界应变处开始，有利于细化晶粒和改善机械性能[[2]，[3]，[4]，[5]]。因此，研究加工参数对镍基高温合金再结晶的影响，揭示再结晶晶粒的演化机理是非常必要的。例如，Pradhan等[6]指出，GH617高温合金的重结晶部分随着变形温度的升高而增加，但在较低（<0.1 s）和较高（>1 s）应变速率域下均加速。胡等[7]提出，连续动态再结晶（CDRX）是Inconel 625高温合金低变形温度和高应变速率下DRX的主要机理。Li等[8]研究了DRX行为与沉淀演化之间的相互作用，发现粗γ'相高温合金FGH4096重结晶馏分高于细γ'相，这是由于位错诱导了粗γ'相的DRX成核。Ouyang等[9]发现，只有DDRX工艺在低应变速率下发生，而CDRX和DDRX工艺均在高应变速率下发生，并且还可以发现沿预先存在的退火孪晶的双DRX（TDRX）。−1−1

此外，在某些材料再结晶后的晶粒生长过程中，经常观察到退火孪晶，特别是中等或低堆积断层能量的面中心立方金属[10,11]。这些孪晶有利于通过降低边界能和增加晶界迁移率来改善DRX的过程[10]。因此，在晶界工程（GBE）上开展了许多工作，以研究退火孪晶的形成和演化[12\u201213]。Bozzolo等[14]总结了孪晶界对退火孪晶性质的影响以及四种不同的形成机制：（i）生长事故，（ii）晶粒相遇，（iii）晶界成核的堆积断层包的合并，以及（iv）晶界解离。Wang等[15]指出，Inconel 740高温合金热变形过程中孪晶界的产生取决于原生（Σ3）与高阶孪晶界（Σ9和Σ27）之间的相互作用，即Σ3+Σ9→Σ3、Σ3+Σ9→Σ27和Σ3+Σ3→Σ9。Kienl等[16]提出，在低至0.01 s的应变速率下观察到Ni基高温合金ATI 718Plus®的变形孪晶−1变形温度高达1025°C。 Detrois等[17]研究了变形参数对晶界演化的影响，发现Σ3边界的长度分数随变形温度的升高而明显增加。同时，CSL边界的比例随着塑性应变的积累而减小，但在随后的退火过程中，CSL边界会通过应变诱导的边界迁移而形成。Jin等[18]研究了纯镍中退火孪晶在重结晶过程中的演化行为。考虑了先验储能级、退火温度、加热速度和初始晶粒尺寸等参数，发现先验储能越高，初始晶粒越小，孪晶密度越高。Tin等[19]应用集成计算材料工程（ICME）的方法深入了解了加工、微观结构和性能之间的关系，随后的锻造后亚溶剂热处理对孪晶密度和晶界特性有显著影响，有望提高抗疲劳失效性。Wang等[20]提出，晶界或第二相引起的储能越高，晶界迁移速率越高，有利于孪晶的形成，且孪晶平面与GB迁移或晶粒生长的方向有关。

Chen等[21]研究了镍基高温合金热变形和退火处理过程中的晶粒生长和孪晶界演化，发现退火孪晶界分数随着退火时间的增加而先增大后下降。尽管先前的研究对DRX的机理和变形过程中的孪生演化行为提供了广泛的见解，但对溶液处理过程中静态重结晶和孪生演化机理的关注相对较少。特别是，重结晶行为、孪生演化和γ'沉淀的沉淀之间的详细相互作用在公开文献中很少受到关注。γ′沉淀物作为硬相的存在，对重结晶有显著影响。因此，这些对于优化锻造和热处理参数以控制高温合金的产品质量变得非常重要。

本研究指出，GH4586是一种密度为8.39 g·cm的镍基高温合金−3溶解温度范围为1317–1324°C，具有更好的强度、耐腐蚀性、抗氧化性，用于航空航天工业[22]。为了提高GH4586高温合金的性能，拓宽应用范围，应深入研究重结晶机理、孪生演化、γ沉淀及其相互作用。本文的目的是将GH4586高温合金的微观组织与细粒γ晶粒和变形解参数相关联。为此，通过定量金相分析了变形-解参数对重结晶组分、γ晶粒尺寸、晶界取向误差和孪晶界长度分数的影响。此外，还深入讨论了重结晶行为、γ'沉淀物沉淀和孪生演化之间的相互作用。采用扫描电子显微镜（SEM）、高分辨率电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）和相应的选定区域衍射（SAD）等表征技术，了解GH4586高温合金的演化机理。

1.一种GH4586高温合金锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在GH4586高温合金原始棒料的表面涂覆耐高温玻璃涂层，得到涂覆有耐高温玻璃涂层的棒料；

步骤2，将涂覆有耐高温玻璃涂层的棒料放置于电炉中加热，加热后放置于终锻模具中；将放置有棒料的终锻模具在电动螺旋压力机上锻造，得到终锻件；

电炉的加热温度为1090℃～1170℃；加热时间和原始棒料的直径关系为： 加热时间t＝(0.8‑1)×原始棒料的直径，其中原始棒料直径的单位为mm，加热时间的单位为min；采用电动螺旋压力机进行锻造GH4585高温合金，可精确控制打击能量及锻件变形量，使锻件实现精确变形，尺寸一致性高，同时获得更加均匀的组织结构，进而获得良好的力学性能；

锻造过程中使用精密垫板调整模具中上模具和下模具的闭合高度，以控制最后得到终锻件的厚度；步骤2中，电炉加热涂覆有耐高温玻璃涂层棒料的同时，终锻模具和模座进行预热，预热温度为190‑210℃；步骤2中，棒料至终锻件的变形量为35％～70％；

步骤3，将终锻件在电炉中进行固溶热处理后冷却；终锻件固溶热处理的温度为1060℃～1080℃，固溶热处理时间为4‑5h；固溶热处理后通过油冷的方式冷却；

步骤4，将固溶热处理后的终锻件在电炉中进行时效热处理后，冷却得到锻件成品；时效热处理的温度为750℃～760℃，时效热处理时间为16‑17h；时效热处理后的冷却方式为空冷；

所述GH4586用于航空发动机叶片。

2.根据权利要求1所述的一种GH4586高温合金锻造方法，其特征在于，步骤1中，耐高温玻璃涂层的厚度为0.05mm～0.08mm。

3.根据权利要求1所述的一种GH4586高温合金锻造方法，其特征在于，步骤2中，终锻模具预热后，在其内部表面喷涂石墨润滑剂。

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