高低温复合深冷处理设备对高温合金的处理研究

高温合金是以高熔点金属 Ni（1450 ℃）、Co（1480 ℃）等为基体的金属材料，目前在先进的航空发动机中。为了探索铁基高温合金 GH1140 在深冷处理和循环处理过程中的组织演变规律和性能变化机理，本文将深冷处理技术引入高温合金领域，对高温合金进行深冷处理研究。

试验设备：环仪仪器 高低温复合深冷处理设备

试验材料：试验材料为 GH1140 板材，2 mm 厚，密度8.1 g/cm³，室温电阻率ρ=1.07×10^-6Ω·m，无磁性。

试验设计：

1.首先通过线切割加工若干个小试样，然后将小试样分成 A1、A2、A3 及 B1、B2、B3 共 6 组，每组 3 个。

2.将高温合金试样放在液氮中分别进行5 h、10 h、15 h 深冷处理，深冷处理试验方案如下：

（1）深冷处理工艺 A1（-190 ℃降温 - 保温 5 h）

（2）深冷处理工艺 A2（-190 ℃降温 - 保温 10 h）

（3）深冷处理工艺 A3（-190 ℃降温 - 保温 15 h）

（4）深冷处理工艺 B1（-190 ℃降温 - 保温 5h + 升温 180 ℃ *6 h）

（5）深冷处理工艺 B2（-190 ℃降温 - 保温 10h + 升温 180 ℃ *6 h）

（6）深冷处理工艺 B3（-190 ℃降温 - 保温 15h + 升温 180 ℃ *6 h）

3.试验结束后，取出试样，然后在室温下测试其力学性能。

试验结果分析：

1.下图是深冷处理不同时间后的硬度柱状图。深冷处理5 h、10 h及15 h后再分别升温至180 ℃并持续6 h，对GH1140的显微硬度几乎没有影响。

2.下图是深冷处理不同时间后的硬度曲线图。深冷处理5 h、10 h及15 h后再分别升温至180 ℃并持续6 h，GH1140的抗拉强度继续下降，随后升高至732 MPa。

3.下图是经过不同时间深冷处理后得到的GH1140的金相组织。可以看出，经5 h、10 h及15 h深冷处理后，材料的组织变化明显，显微硬度显著提高，抗拉强度下降。

试验结论：

(1)深冷作用能使无相变材料的晶界发生畸变而改善微细化合物即硬质点的分布，内部形成大量应力应变，产生位错和破碎晶粒，从而使得材料中存有较大的残余应力，还可析出细小颗粒形成第二相强化。

(2)通过短时间深冷处理，GH1140可以获得更高硬度，但是深冷处理对强度影响不大，这说明GH1140铁基高温合金在低温下也具有良好的力学性能，适合低温环境下的应用。

(3)GH1140经-190 ℃，5 h、10 h及15 h的深冷处理后，再分别升温至180 ℃并持续6 h，抗拉强度则随着深冷处理时间的延长，先降后升至732 MPa；但冷热循环处理对GH1140的硬度影响不大。

以上就是高温合金的高低温循环处理研究，如有疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。