GH2132铁基高温合金外表等离子渗氮层的热稳定性

发布时间： 2022-06-10　　点击次数： 1571次

引言

GH2132铁基高温合金是具有面心立方结构的奥氏体型变形高温合金，其在低于650℃时具有杰出的抗氧化、耐腐蚀、抗疲劳功能，较高的高温屈服强度和耐久、蠕变强度等，广泛应用于航空发动机、工业燃气涡轮机以及汽车发动机等的高温承力部件上。可是，GH2132铁基高温合金的硬度较低、耐磨性差，这限制了其应用规模。对铁基或镍基高温合金进行低温等离子体渗氮后，合金外表构成一层渗氮层，该渗氮层主要由氮在奥氏体中的过饱满固溶体y、相组成，无CrN分出相，合金的硬度和摩擦磨损功能均得到显着进步，同时坚持了杰出的耐腐蚀功能27]。可是，高温合金的执役温度较高，而Y、相又是一个亚稳相，因而有必要对Y、相在高温下的热稳定性进行研讨；可是目前有关高温合金经低温等离子体渗氮所构成的y、相热稳定性的研讨较少，为此，作者对GH2132铁基高温合金外表进行低温等离子体渗氨处理，然后在不同温度保温5h，研讨了加热保温处理后渗氮层的显微安排、物相组成、硬度和耐腐蚀功能，并与未渗氮和渗氨后未加热保温处理的进行比照。

1 试样制备与实验办法

实验材料为轧制态GH2132铁基高温合金，其化学成分见表1。选用电火花切割机在标准为d20mm的热轧棒上截取尺寸为620mmX5mm的试样，经机械研磨、抛光后，在自制的DL-50型氮化炉中进行低温等离子体渗氮，渗氮气体为NH，压力为800~900Pa，渗氮温度为723K，保温时间为6h。渗氮后将试样放入KS Y-4D-16型电阻炉中进行加热保温处理，加热温度分别为673，873，973K，保温时间为5h。

GH2132铁基高温合金的化学成分(质量分数)

Table 1 Chemical composition of GH2132Fe basedsuperalloy(mass%)

试样经切割、镶嵌、研磨、抛光和用由5gCuSO、50mLHCI、50mLH.O组成的溶液腐蚀后，在OLYMPUS-GX 51型光学显微镜上调查加热保温前后试样横截面的显微安排，选用Philips XL-30型扫描电子显微镜(SEM) 及附带的能谱仅(EDS) 进行微观描摹调查和微区成分检测。使用Rigaku DMax-Ultima型X射线衍射仅(XRD) 分析不同温度保温后渗氮层的物相组成，选用钢靶，K。射线，管电压为40kV，管电流为40mA，扫描步长为0.02°，扫描速率为8(°) ·min，选用MH-6L型显微硬度计测不同温度保温前后渗氮层的外表硬度，载荷为1N，保载时间为5s。在由核算机控制的CHI660D型电化学作业站上进行电化学测验，作业电极为待测验样，辅助电极为铂片，参比电极为饱满甘汞电极，腐蚀溶液为质量分数3.5%的NaCl溶液。

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