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摘要：借助光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS以及热紧缩试验机，研讨不同均匀化
工艺下铸态GH镍基高温合金的变形抗力及其机理。结果表明，均匀化程度、晶
粒尺度、偏析程度以及再结品程度对合金变形抗力具有必定的影响。综合考虑合金的
开坯再结品率、节能、下降变形抗力等需求，结合各项影响要素，最终确认选用保存
少数枝晶安排的℃保温15h均匀化处理工艺。
在GH镍基高温合金的生产流程中，均匀化处理是十分关键的步骤。均匀化处理
过程中包含晶粒长大、析出相回溶、消除枝晶安排、偏析元素均匀化分散、合金表层
氧化等改动。当前，国内外对镍基高温合金均匀化处理主要集中在工艺的改善和优
化。例如，针对GH合金提出了合理的两段式均匀化计划，以下降元素偏析程
度"；为了使GH合金安排愈加均匀，选用℃x15h的均匀化工艺；通过
℃x30h处理后炉冷，GHLi合金根本消除了枝晶偏析：GH合金选用
℃+℃的两级均匀化处理，偏析极低、安排更均匀
。值得注意的是，相关研讨均无GH镍基高温合金在均匀化过程中变形抗力改
动。变形抗力的下降能够为资料供给更好的塑性，因而本文将针对这一问题进行研
讨。
1试验办法
以GH镍基高温合金为研讨对象，化学成分如表1。通过真空感应熔炼+真空自耗
工艺处理后，得到dmmxmm铸锭，截取半径二分之一的铸锭作为试样。
GH镍基高温合金的均匀化处理中，前几次锻造温度一般在初溶温度以下、8相溶
解温度以上，约℃%。因而，本试验的均匀化处理参数确认为：在℃别离
保温4、15，24和52h。选用电解腐蚀和化学腐蚀，以显现均匀化处理后枝晶描摹和
晶界描摹，电解腐蚀：腐蚀剂10%CrO，+25%H，SO.+65%H，PO，，电压
5.0V，电流50mA；化学腐蚀：腐蚀剂15%HSO+20%KMnO，水溶液，煮沸腐蚀
30min。使用EDS测量枝晶和枝晶间元素含量，核算元素偏析系数K间。使用JSM-
型扫描电子显微镜和TTQ-光学显微镜调查试样微观安排。使用Gleeble热
紧缩试验机对不同均匀化工艺处理后的GH镍基高温合金试样进行热变形试验，
参数：变形量25%、变形速率1s、保温℃x5min，紧缩试样尺度为中
10mmx20mm。
2试验结果
2.1安排演化
图1为不一起刻均匀化处理后的试样安排，能够清晰地调查到枝晶安排。原始铸态安
排枝晶散布严密，如图1(a)。跟着均匀化处理时刻的延伸，元素偏析程度下降；
GH镍基高温合金的安排也逐步趋于均匀化，枝晶间和枝晶干的色彩差异逐步变
小，枝晶色彩变淡，阐明元素的分散程度减小或消失。4h和15h均匀化处理后的枝晶
安排逐步模糊。均匀化处理24h后安排中枝晶根本消失，阐明均匀
化根本完成。一般的电解腐蚀处理很难看清晶界描摹，因而使用上述化学腐蚀办法来
调查不同均匀化工艺下的晶粒尺度、晶界描摹，如图2。不同均匀化工艺下通过化学
腐蚀后的试样晶粒尺度改动，如图3。由此看出，通过不同均匀化处理后，试样晶粒
尺度跟着均匀化程度的增加呈现出增加趋势。但24h和52h均匀
化处理后，晶粒尺度增加幅度缓慢。
2.2
偏析系数
某元素的偏析系数为元素在枝晶间原子含量/元素在枝晶干原子含量m。热力学核算表
明，镍基高温合金中，其他元素的偏析系数远小于Ti元素的偏析程度。所以，本文为
了表征GH镍基高温合金试样的偏析程度，选取Ti元素偏析系数为研讨对象。如
图4所示，为不同均匀化处理后样品通过EDS分析，得到的偏析系数K。
由此看
出，Ti元素的偏析系数跟着均匀化时刻的延伸而呈明显下降趋
势。但时刻过长，24h和52h均匀化处理后，Ti元素偏析系数改动不大。元素的分散程
度跟着均匀化时刻的延伸而增大，导致了偏析系数的全体下降。当均匀化24h后，合
金元素散布根本均匀，因而再延伸均匀化时刻，其偏析系数改动很小。此时，
GH镍基高温合金安排根本完成了均匀化。结合偏析系数和枝晶描摹改动规则，
将15h界定为部分均匀化，52h为过均匀化，24h为彻底均匀化。
2.3热变形行为
通过调查热紧缩试验后不同均匀化处理的样品可知，试样外表宏观裂纹跟着均匀化处
理时刻的延伸而减少。24h和52h处理的试样未发现裂纹。图5为变形量25%、变形速
率1s、保温℃x5min条件下的试样真应力-真应变曲线。由此看出，未通过均匀
化处理其真应变峰值约为0.15，随后开始下降，阐明铸态GH镍基高温合金的变
形抗力较大；52h的真应力-真应变曲线改动平稳：24h的峰
值应变约为0.1，全体应力水平较低：15h峰值应变约为0.05，随后大幅度下降。由此
看出，试样的变形抗力跟着均匀化时刻的延伸呈总体下降趋势，但完
全均匀化试样变形抗力小于过均匀化试样，部分均匀化试样的软化现象比较明显。如
果有部分残留枝晶安排存在于部分均匀化样品中，在后续的热变形过程中，剩余枝晶
安排对枝品间区域协调变形起到了促进作用，并构成再结晶核。因而，部分均匀化样
品具有更高的再结晶程度，导致其软化、变形抗力下降。而过均匀化和彻底均匀化试
样的晶粒粗大、剩余枝晶安排消失，下降了再结晶程度，导致了变形抗力增大，由此
可见，热变形过程中，剩余枝晶安排促进再结晶的构成，下降了变形抗力。图6为不
一起刻均匀化+热紧缩后的试样OM描摹。由此看出，未通过均匀化处理的热紧缩后
试样，其枝晶散布严密，但枝品干发生了歪曲(与图1(a)比较)，阐明热紧缩对枝晶描摹
产生了改动。4h和15h的热紧缩试样枝晶色彩变，且呈现少数再结品颗粒，阐明元素
偏析跟着均匀化时刻的延伸而
被削弱。均匀化52h后的热紧缩试样，其枝晶彻底消失。从全体来说，关于未通过热
紧缩和通过热紧缩的样品，其枝晶随均匀化时刻改动的规则根本相同。
图7为均匀化处理试样在热紧缩前后Ti的K系数改动。由此看出，热紧缩前后试样偏析
系数跟着均匀化时刻的延伸都呈现出下降趋势，全体来说，热紧缩前的K系数高于热
紧缩后，一起均匀化24和52h后的热紧缩前后试样K系数改动均不大。由此揣度，均
匀化过程中元素偏析受到了枝晶距离的影响。热紧缩下降了枝晶距离、减小了元素分
散距离，有利于分散。所以，热紧缩后的K系数低于热紧缩前，上述结果可知，关于
通过均匀化或许未均匀化的安排而言，在热变形过程中部分均匀化安排更容易发生再结晶。这可能是因为彻底均匀化现已消除了枝晶，枝晶间区域无法供给有利的再结晶
形核条件；未均匀化样品中，因为枝晶散布严密，下降了枝晶间区域的面积，对再结
晶晦气。而部分均匀化过程中，虽有部分枝晶存在，但散布疏松，增大了枝晶间区域
面积。一起，剩余枝晶为再结晶形核供给了有利条件，增大了再结晶区域面积：热紧
缩前，再结晶程度受到了原始品粒尺度的影响。原有大角度鸿沟跟着晶粒尺度的减小
面增多。较多的大角度鸿沟
进步了再结品形核率，从面增大了再结晶程度。彻底均匀化试样品粒尺度粗大，而部
分均匀化试样晶粒尺度较小，通过热紧缩后更容易再结晶，下降变形抗力，
3结论
(1)通过15h、℃部分均匀化工艺处理后，GH镍基高温合金在后续的热紧缩
过程中产生了对再结晶有利的条件。热紧缩能够下降GH镍基高温合金的元素偏
析程度。
(2)偏析程度的下降和晶粒尺度的变大一起存在于均匀化处理过程中。偏析程度下降会
促进再结晶程度的进步，下降变形抗力。晶粒尺度的变大对再结晶晦气，增大合金变
形抗力。
(3)为了进步开坯的再结晶率、节约能源，综合考虑再结晶程度、晶粒尺度，偏析程度
以及变形抗力等要素，主张选择能够保存少数枝晶安排的部分均匀化工艺。
