GH2132 合金热处理后硬度偏低原因分析.pdf

第 28卷第 19期甘肃科技 Vol28 No19
2012年 10月 GansuScienceandTechnology Oct 2012
GH2132合金热处理后硬度偏低原因分析
代正辅,仲生元,蒲忠汶
(渤海物装兰州石油化工机械厂,甘肃兰州 730060)
摘要:针对渤海物装兰州石油化工机械厂某些批次的 GH2132合金热处理后硬度低于工艺要求的现象,从合金的
化学成分、金相组织以及热处理制度方面分析了导致 GH2132合金热处理后硬度偏低的原因。提出了在热处理操作
过程中,淬火加热时装炉量过大和淬火采取整盘入油,导致处于料盘心部的棒料由于保温时间不足和淬火时冷却速
度过慢,γ’相没有完全固溶于γ相之中,为时效埋下了隐患。时效时同样由于装炉量过大(同淬火加热装炉量)心
部棒料保温时间仍显不足,致使γ’相的析出量、析出状态、分布达不到要求,导致时效后硬度偏低。
关键词:热处理;硬度;金像组织;化学成分;高温合金
中图分类号:TG4418
1 概述
GH2132合金是以 Al、Ti、Mo强化的 15Cr-
25Ni-Fe时效硬化型铁基高温合金[1]。经热处理
后,其组织为奥氏体γ基体上弥散分布着细颗粒的
γ’强化相,从而具有良好的热稳定性、热强性、良好
的塑性和切削加工性,在 550~650℃温度下长期工
作时组织和性能稳定[2],广泛用于在高温下长时间
图 2 时效工艺曲线
工作的部件。本厂生产的一些炼化设备的零部件,
在实际生产过程中,按照图 1、2工艺处理的
使用的就是 GH2132合金。GH2132合金通常采用
GH2132合金棒料,曾在某些批次出现少量棒料硬
的热处理为 980℃固溶 2h(油冷)+720℃时效 16h
度检验不合格,为 223-262HB,低于工艺要求。对
(空冷),但这种热处理往往导致合金热处理后塑性
这经检验不合格的棒料按图 1、2重新进行热处理,
偏低并出现缺口敏感性,为此,美国制定了 FTPWA
8 热处理后检查硬度,全部符合要求。
-IM-4332热处理制度,即在标准热处理后再进行
[3]
时效处理。国内众多的研究单位及厂家对 4332 2 原因分析
热处理制度进行研究表明,4332热处理制度有助于
21 GH2132合金强化机理
提高持久塑性并克服缺口敏感性。渤海物装兰州石
GH2132合金是以 Fe-15%Cr-25%Ni为基组
油化工机械厂 GH2132合金热处理基于 4332热处
成的稳定的奥氏体基体,加入 Ti借助时效处理时析
理制度,热处理工艺曲线如图 1、2所示,淬火加热采
出弥散的γ’相作为组要强化手段。少量的 Al的加
用高温箱式炉,时效加热采用中温箱式炉,要求经热
入主要用以稳定γ’相;一部分 Mo的加入主要溶解
处理后,GH2132合金的硬度为 269-341HB。
在奥氏体的固溶体基体中,以增强基体以及消除持
久缺口敏感性;微量硼的加入主要富集在晶界,强化
晶界;添加少量 V和 P,在合金含钛量较高时,可以
避免引起持久缺口敏感性[4]。对 GH2132合金进行
热处理,主要是通过改善γ’相的析出大小以及分布
状态,以达