K4648高Cr镍基合金显微组织研究与热处理特性

本文主要探讨了高Cr含量的铸造Ni基高温合金K4648的显微组织特性。该合金采用真空感应熔炼工艺制备，随后通过重熔浇注形成等轴晶形试棒。研究者对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道分别进行了(1180℃,4小时)固溶处理和标准热处理过程，即先在1180℃保温4小时，再在900℃保温16小时。 铸态K4648合金的微观组织主要包括γ基体、初生α相以及MC碳化物。初生α相被发现是Ni、Mo和W在Cr中的过饱和固溶体，其中Ni的摩尔分数可达30%以上，因此被称为α-(Cr,Ni)相。这种α相表现出较高的维氏显微硬度，约为6.3GPa，呈现出硬而脆的特点。 经过固溶处理，初生α相和MC碳化物会回溶并转化为更稳定的M23C6碳化物，M23C6碳化物具有更高的Cr含量和较低的Ni含量，这有利于改善合金的性能。然而，在固溶处理后的厚截面试样中，仍有未完全转变的α相和MC碳化物残留。 标准热处理后，合金内部出现广泛的片状次生α相和γ′-Ni3(Al,Ti,Nb)相，这些新相的析出有助于细化晶粒和提高合金的力学性能。同时，晶界区域还会析出粒状M23C6碳化物，进一步增强了合金的强度和耐热性。 该研究通过对K4648高温合金的显微组织分析，揭示了其不同热处理状态下相变过程以及这些变化如何影响合金的性能，对于优化这类高温合金的设计和应用具有重要的工程意义。这对于镍基高温合金材料的研发和工业生产具有指导价值。