GH2907高温合金、热加工工艺研究报告

  GH2907合金是一种先进的Fe-Ni-Co基析出强化型低膨胀变形高温合金，通过添加铌、钛、硅和微量的硼元素做综合强化。这种合金在航空和航天领域具有广泛的应用，因为它在650°C以下的温度下表现出极高的强度，同时还有很低的膨胀系数。这使得GH2907合金成为制造航空发动机和燃气轮机中核心部件的理想选择。GH2907合金的另一个显著特点是其优良的抗冷热疲劳性能。在反复的温度变化过程中，它能够保持稳定的性能，不易出现疲劳裂纹或断裂。此外，GH2907合金的弹性模量几乎恒定不变，即使在高温环境下也能保持比较高的弹性性能。

  该合金的居里点在400℃-450℃之间，这在某种程度上预示着在这个温度范围内，合金的磁性能会发生显著变化。居里点以下时，GH2907合金的膨胀系数基本保持不变，这使得它在高温环境下能够保持稳定的物理性能。

  GH2907合金的基本的产品形式包括棒材、锻件、板材和带材，这一些产品可用来制造各类航空、航天发动机环形件和机匣。由于其卓越的性能和稳定能力，GH2907合金已成为航空工业中的重要材料之一，大范围的应用于各种高温环境下使用的航空发动机和燃气轮机中。

  经过合金的广泛应用，我们成功制造出了航空发动机高压压气机后机匣、承力环、隔热环、燃烧室封严环、蜂窝座和涡轮外环等卓越零件，且其表现一直优秀。然而，合金在高温环境下的抗氧化能力却稍显薄弱，这是由于其不含铬、铝元素的原因。因此，当温度超过700℃并长时间使用时，我们提议为合金涂抹适当的防护涂层，以增强其抗氧化能力。除此之外，合金的表面还能够直接进行喷丸处理，这能使其旋转弯曲疲劳提升18%，逐渐增强了合金的性能。

  为了更好地指导生产，我们系统地研究了GH2907高温合金的热加工工艺窗口。通过这一工艺窗口，我们大家可以精确预测合金的组织架构。我们得知，选择适当的高温小变形或大变形工艺，结合980℃×1h的固溶处理，能够得到理想的匀晶组织。具体来说，当变形温度不高于1040℃，等效应变小于0.40或大于1.40时，能够得到最佳效果。在验证阶段，我们最终选择了变形温度为1020℃，等效应变为0.4和980℃×1h的固溶处理工艺参数。通过环轧模拟实验，我们成功地生产出各部位组织均匀的环形件，这充分证明了GH2907高温合金热加工工艺窗口的准确性。

  在高温热工艺流程中，GH2907合金展现出丰富的组织变化。我们得知，当变形温度持续升高，等效应变量逐渐加大时，组织内部的再结晶晶粒百分比相应增长，晶粒尺寸的差异先扩大后缩小。进一步的研究显示，固溶处理温度的升高，促使再结晶晶粒逐渐生长并趋于均匀。在1040℃×1h的固溶处理后，合金组织达到了理想的匀晶状态。