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1、Inconel625合金热处理工艺东北大学材料与冶金学院（辽宁沈阳110004）俞秋景中国科学院金属研究所（辽宁沈阳110016）刘晓岩行，已达到再结晶温度。再结晶程度与温度、保温 时间和冷却方式有关。从表3可以看出，在热处理 时间和冷却方式均相同时，温度越高，再结晶后的 晶粒尺寸越大；在温度和冷却方式均相同时，热处 理时间越长，再结晶的晶粒越粗大；而温度与热处 理时间均相同时，则水淬比空冷的晶粒稍细一些， 因为空冷试样的再结晶晶粒有较充足的时间长大。（ 2 ）金相组织试样用王水甘油腐蚀剂在 20V 电压下电解腐蚀制出，不同热处理工艺下 Inconel625金相组织如图1图3所示。 经9506
2、0min处理后，Incone l625合金在小变形区和大变形区同时存在再结晶晶粒和原始晶 粒，如图1所示。但是小变形区由于再结晶不充分 导致原始晶粒尺寸比大变形区的大，且数量更多。 而大变形区的晶粒尺寸分布较均匀，在水淬试样的 大变形区几乎观察不到特别大的晶粒。且晶粒比空 冷试样的稍细小。在该温度下，再结晶不完全。Incone l625合金是一种固溶强化型耐蚀变形高 温合金，广泛用于石油化工、造船和核电工业。该 合金的Cr、Mo、Nb含量高，固溶强化作用强烈， 热加工成形具有一定难度。初始组织对热加工很重 要，而这主要通过热处理控制。因此，研究该合金 的热处理工艺对研究其热加工性能有重要意义。
3、1. 试验材料与方法试验合金采用真空感应熔炼(VIM)，化学成分 如表1所示。表1 Inconel625合金的化学成分(质量分数)（%）铸锭经均匀化，开坯锻造，轧制等加工成型 材。从此型材上取样，并进行一系列热处理工艺试 验，具体工艺如表2所示。表2 Inconel625合金热处理工艺#(a) 1 小变形区组织(b) 1 大变形区组织2.试验结果（1）晶粒度 由于大部分试样晶粒不均匀， 因此晶粒度只评再结晶小晶粒，见表3，这也能反 映再结晶程度是否充分。表3 Inconel625合金不同热处理工艺后的晶粒度(c) 2#小变形区组织(d) 2#大变形区组织 图1Inconel625合金变形后95
4、060min热处理金相组织Incone l625的热加工一般在950以上高温进热处理/锻压/铸造2012年 第9期45热加工试样编号1234567891011晶粒度（级） 897.5876.566.5767试验编号固溶温度/热处理时间/min冷却方式 195060空冷 295060水淬 397560空冷 497560水淬 599060空冷 699090空冷 7990120空冷 8100060空冷 9100060水淬 10103060空冷 11103060水淬NiCrMoNbFeCSiAlTiMnS 61.0 21.59.03.6 2.0 0.05 0.20 0.20 0.20 0.200.00
5、1Heat Treatment热 处 理 975热处理与950相比，晶粒略有长大，大 变形区的再结晶依然不完全。而在990，再结晶 范围进一步增大，晶粒尺寸均匀。在990下，随 着时间的延长，晶粒略有长大。温度升高到1000后，再结晶区组织较1000 以下热处理组织更为均匀，但也出现较多孪晶，如 图2所示。3. 结果分析在这几组热处理试样中，从已再结晶区和未再 结晶区的面积比例看，随着温度的升高，未再结晶 区面积逐渐减小，因为温度的升高使再结晶的驱动 力增强，再结晶过程进行得越来越充分。在975 以下，再结晶不充分。温度达到990以上时，再 结晶基本进行完全，再结晶后的晶粒较均匀，且处 理时间
6、每延长30min，晶粒度增大0.5级。随着温度 的升高，晶粒逐渐增大，在不同的处理温度下，水 淬试样要比空冷的晶粒稍细小一些。1000时有大 量退火孪晶生成。再结晶是通过形成新的细小等轴晶来消除变形 和内应力的过程。再结晶的驱动力是回复后剩下的 应变能。由于试样本身变形不均匀，因此各处应变 能不一样，所以再结晶的进度也不一样。再结晶越 充分，释放的应变能越多，基体中残留应力越少， 对以后的加工越有利。在同一个试样里，大变形区 的再结晶最先进行。当大变形区再结晶充分时，小 变形区的再结晶还没进行完全，这时如果一味提高 温度或延长时间是不太可取的，须慎重考虑，因为 在小变形区的再结晶进一步进行的同
7、时，大变形区 已完成再结晶的晶粒会继续长大，可能不利于后续 加工。所以热处理应该使合金组织达到一个较为平 衡、均匀的状态。就本合金而言，金相组织观察表明 990 120m i n和100060m i n是加工前较好的一个热处 理工艺。晶粒尺寸比较细小，尺寸分布较均匀，且 没有过大的晶粒。4. 结语经过以上的试验与分析，得出以下结论：（1）在轧态625合金变形量与热处理温度的综 合影响下，随着温度从950升高到1030，晶粒 尺寸缓慢增大，晶粒度从8、9级降到6、7级。在同 样温度下，水淬处理的晶粒比空冷的略细。（2）在975以下，再结晶不充分，温度达到990以上时，再结晶进行完全。990120
8、m i n和 1000 6 0 min 是加工前较好的一个热处理 (a) 8#小变形区组织(b) 8#大变形区组织(c) 9#小变形区组织(d) 9#大变形区组织 图2 Inconel625合金变形后100060min热处理金相组织 试样经1030热处理后，晶粒进一步长大，有 个别较大的晶粒出现，见图3。因为温度较高，晶 粒相对于温度较低时要明显大很多，说明此温度下 晶粒长大严重。大晶粒都呈不太规则的块状，而小 晶粒基本呈等轴状。在水淬组织中经常发现在大晶 粒之间夹着孪晶。而这些属于退火孪晶，一般在晶 粒三叉点形成，且周围是再结晶完成并继续长大的 晶粒。(a) 10#小变形区组织(b) 10#大变形区组织工艺。（20120106）(c) 11#小变形区组织(d) 11#大变形区组织 图3 Inconel625合金变形后1030热处理组织金相照片2012年 第9期热处理/锻压/铸造46热加工
