A286铁基高温合金固溶工艺 硬度

详情描述：

A286是Fe-25Ni-15Cr铁基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼元素综合强化。在650℃以下具有较高的屈服强度和持久的高温蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和良好的焊接性能，适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压气机盘、转子叶片和紧固件等。相近的材料牌号为我国的GH2132、法国的ZbNCT25等。 A286是美国牌号，常用的材料标准,主要有
AMS 5731—2006等6项，不同的标准对应的材料状态、热处理制度以及性能等级存在很大的差异，因 此在使用时应格外注意.
这种可进行时效硬化处理的铁-镍-铬合金设计用于要求在高达 700oC (1290oF) 的高温条件下具备高强度和抗腐蚀性的应用。
Incoloy A-286化学成份：
合金
%
镍
铬
铁
钼
铌
钒
碳
牌号
Ni
Cr
Fe
Mo
Nb
V
C
Incoloy A-286
小
24
13.5
余量
1
 
0.1
 
大
27
16
1.5
 
0.5
0.08
合金
%
锰
硅
硫
铜
铝
钛
 
牌号
Mn
Si
S
Cu
Al
Ti
 
Incoloy A-286
小
 
 
 
 
 
1.9
 
大
0.35
0.35
0.002
0.3
0.35
2.35
 
 
 
Incoloy A-286力学性能：(在20℃检测机械性能的小值)
热处理方式
抗拉强度σb/MPa
屈服强度σp0.2/MPa
延伸率σ5 /%
布氏硬度 HBS
固溶处理
930
590
15
≤341
 
 
热处理工艺对 A286 合金组织和性能的影响
 
A286 合金是在 Fe-25Ni-15Cr 基高温合金的基础上加入钼、 钛、 铝、钒及微量硼综合强化得到，其主要强化相是在 γ 基体上有均匀弥散的 Ni3（Ti，Al）型γ' 相以及 TiN、TiC， 晶界有微量的 M3B2 等合金相，经过 980 ℃固 溶 时 效处理后 ， 其屈服强度通常在600～700MPa，为了保证屈服强度大于695MPa，理论上有两种方法， di一种方法是改变热处理制度来提高屈服强度，即降低固溶温度到 900℃，然后再进行时效。固溶温度选择降低到 900℃是因为该合金的终锻低温度为 900℃，在该温度下固溶，既可以保证终锻后合金能完全再结晶以获得良好的显微组织，也可以避免晶粒长大，充分发挥细化晶粒的强化作用， 如果该方法还不能使屈服强度提高到 695 MPa 以上， 那么仅通过热处理来提高屈服强度是不可能达到预期目标的，这就需要使用第二种方法。第二种方法是增加 强化元素，A286 合金 中 已 有 强 化 元 素 Mo、Ti、Al、B、V， 因此只能添加除以上强化元素以外的元素。 通过研究发现，Nb 增加晶格常数的效果比 Mo 明显，表明 Nb 的固溶强化作用更大，对于 γ' 相强化的铁基高温合金，Nb 主要溶解于 γ' 相，因此 Nb 在 γ 基体中起到明显的固溶强化作用，Nb 还是碳化物形成元素，同时，还参与硼化物形成，过多的铌还会引起 Laves 相的析出[13]，过少的 Nb 又起不到强化作用， 因此在合金中添加 0.08%的 Nb 以达到提高强度的作用。
 
热处理工艺
不含 Nb 的 A286 合金经过 900 ℃固溶保温 1 h 水冷、720 ℃时效保温 16 h 空冷的屈服强度达到 750 MPa； 加入 0.08%Nb 的 A286 合金经过 900～980 ℃固溶保温 1 h 水冷、720 ℃时效保温 16 h 空冷，合金屈服强度达到 740～770 MPa。 如果考虑成本，高屈服强度 A286 合金佳热处理工艺为 900 ℃固溶保温 1 h 水冷、720 ℃时效保温 16 h 空冷。