摘要
GH4738合金是一种沉淀硬化型高温合金，具有良好的抗拉强度，较高的工作温度，但其热变形难度大，热加工窗口窄，容易出现混晶。选择合适的热加工工艺对合金锻件的组织均匀性和性能稳定性有很大的影响。为满足当下对合金更高的使用要求，需要对该合金的热加工过程中的组织演变、沉淀相的析出规律以及抗高温冲蚀能力进行更加深入的研究。针对以上问题，本文对该合金进行了相关的研究。 使用开坯后的GH4738合金棒状坯料作为初始材料，对其在不同热加工工艺下的变形行为进行了研究，分析了坯料在合金热变形过程中晶粒的细化机制，第二相及碳化物的析出规律，明确了合金在热变形过程中的再结晶形式。经分析结果表明：合金在γ单相区变形时，大变形量的锻件在不同热变形工艺下晶粒得到了不同程度的细化。随着变形温度的提高锻件的晶粒细化效果不断减弱，且较高变形温度下（gt;1150℃时）锻件的晶粒细化效果较差，但较低变形温度下（lt;1150℃时）锻件的晶粒细化效果较好。随着变形量的增加，晶粒尺寸呈逐渐减小的趋势，且变形量越大晶粒细化效果越好。上述不同锻件中的第二相的各项特征均较为接近，且第二相均未完全析出。锻件的晶界上有少量的粒状碳化物析出，晶内无碳化物析出。γ单相区的热变形锻件的再结晶形式均为非连续动态再结晶。 开展了不同方案的热处理试验，研究了合金热处理过程中晶粒长大行为和析出相的溶解和析出规律，探究了热处理方案对和合金组织和力学性能的影响，以及不同变形量的热处理件抗高温冲蚀性能的差异。分析结果表明：使用亚固溶热处理（1020℃/4h/AC+845℃/4h/AC+760℃/16h/AC）后的锻件，晶粒有较大幅度的长大，第二相虽已完全析出，但其粒径均已超出最佳强化尺寸，因而导致锻件在亚固溶热处理后硬度有一定程度的下降。经“改良”热处理（960℃/7min/WC+845℃/15min/AC+760℃/30min/AC）后的合金锻件，其晶粒尺寸的变化幅度很小，第二相得到完全析出，且分布更均匀，但第二相粒径发生了一定程度的长大。晶界碳化物析出较少，晶内片状碳化物析出较多。热处理后锻件的硬度有了较大程度的提高。阶梯升温下不同变形程度的锻件，经“改良”热处理方案处理后，其高温冲蚀速率随着变形量的增加逐渐降低，但互相之间差值很小。
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