高合金化GH4065镍基变形高温合金点状偏析研究

王资兴^1,2，黄烁³，张北江³，王磊¹，赵光普³

1. 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室2. 宝山钢铁股份有限公司研究院3. 钢铁研究总院高温材料研究所

摘 要：以真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗重熔三联冶炼GH4065高合金化镍基变形高温合金棒材（直径280 mm）为对象,系统研究了该合金点状偏析的低倍组织、元素分布、第二相及晶粒形貌,分析了典型溶质元素对点状偏析行为的影响,探讨点状偏析的形成规律与机制及控制思路。结果表明,GH4065合金点状偏析主要源于枝晶间富Ti、Nb等元素的熔体密度较小冲破枝晶臂流动形成的通道偏析;锻造后生成较多的板条状η相、块状M₃B₂型硼化物与MC型碳化物。热力学相计算亦证实了点状偏析区较正常组织区域更容易生成η相、M₃B₂和MC。热处理后,与正常组织区域相比,点状偏析中仍存在板条状η相,一次γ′相的尺寸和数量明显增加,二次γ′相尺寸和形貌基本相同但数量减少。分析发现,由于点状偏析区的成分变化使得γ′相回溶温度升高,导致锻造中粗大γ′相阻碍再结晶长大,点状偏析区晶粒尺寸小于正常组织区域。采取前道次冶炼精细化控制、释放电极残余应力、适度降低真空自耗重熔熔化速率、加强真空自耗重熔冷却等措施,可以有效降低点状偏析的形成倾向。

关键词：镍基合金;GH4065合金;点状偏析;密度差;控制方法;