固溶温度对GH4163合金显微组织及拉伸性能影响的探究

引言

GH4163合金，其国际牌号对应为Nimonic 263，是一种先进的析出强化型镍基高温合金。该合金能够在高达850℃的工作环境下保持卓越的综合力学性能、出色的焊接性能以及良好的加工成形性，因此在航空发动机的焊接结构件及关键承力部件（如燃烧室、涡轮壳体等）中得到了广泛应用。

拉伸性能分析

本研究通过对不同热处理条件下的GH4163合金样品进行室温及780℃高温拉伸性能测试，系统考察了固溶温度变化对合金拉伸性能的具体影响。每种热处理方案均制备了两组样品，分别用于室温及高温拉伸测试，并计算其拉伸性能的平均值以确保数据的准确性。

室温拉伸性能

室温下GH4163合金的拉伸性能随固溶温度的变化呈现出显著特征。具体而言，与原始态相比，经过1000℃固溶+时效处理后，合金的抗拉强度有所提升，但随后随着固溶温度的进一步升高，抗拉强度逐渐下降。同样地，屈服强度也表现出随固溶温度升高而逐渐降低的趋势，这表明晶粒尺寸对合金的室温屈服强度具有显著影响。在塑性方面，伸长率随固溶温度的升高先增后减，特别是在1080℃固溶+时效处理后，合金展现出最佳的伸长率表现。

780℃高温拉伸性能

GH4163合金在高温（780℃）下的拉伸性能与室温下有所不同。高温抗拉强度并未随固溶温度的升高而显著降低，显示出良好的高温稳定性。同样地，伸长率也随固溶温度的升高先增后减，且在1080℃固溶+时效处理后达到最优值。

结论

(1) 显微组织演变：固溶温度对GH4163合金的显微组织具有显著影响。原始锻态组织中晶界不连续，晶内存在大量孪晶及条带状分布的碳化物。随着固溶温度的升高，晶界逐渐清晰，碳化物溶解加剧，晶粒尺寸发生变化。特别地，在1080℃时，碳化物溶解显著，晶粒开始迅速长大；至1150℃时，碳化物基本完全溶于基体。

(2) 室温拉伸性能：固溶温度的升高导致GH4163合金的室温抗拉及屈服强度逐渐降低，屈服强度与晶粒尺寸之间符合霍尔-佩奇关系。同时，伸长率随固溶温度升高先增后减，1080℃固溶+时效处理后的合金展现出最优的伸长率。

(3) 高温拉伸性能：在高温（780℃）下，固溶温度对GH4163合金的抗拉强度及屈服强度影响较小，未出现显著下降。伸长率随固溶温度升高同样呈现先增后减的趋势，且最佳伸长率出现在1080℃固溶+时效处理条件下。