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作者：張毅

  在研制K417G合金低壓渦輪工作葉片過程中，采用熔模精密鑄造后，發(fā)現(xiàn)該合金葉片在進(jìn)行晶粒度腐蝕檢查時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)晶界過腐蝕現(xiàn)象，在熒光檢查中呈現(xiàn)密集的點(diǎn)狀顯示。在熔模精密鑄造生產(chǎn)過程中，K417G合金低壓渦輪工作葉片需要100%進(jìn)行晶粒度腐蝕檢查-晶粒度（晶粒尺寸和形狀）合格后進(jìn)行后續(xù)校正、拋光、吹砂、熒光、X光等工序，為了確定合適的腐蝕工藝，進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。

1試驗(yàn)方法

  試驗(yàn)研究r不同腐蝕劑配方和腐蝕時(shí)間對(duì)K417G鎳基高溫合金產(chǎn)生的晶界損傷對(duì)合金的持久性能的影響，并確定合理的腐蝕方法以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1.1力學(xué)性能試樣制備

  將熔模鑄造K417G合金試板采用線切割法制備成片狀試樣，試樣K寸見圖1．切割出的試樣表面采用砂紙打磨，用以測(cè)定合會(huì)的持久及蠕變性能。

1 2晶粒腐蝕及斷口分析

  將試樣表面研磨處理后，采用(uSO4和FeCl3腐蝕劑進(jìn)行腐蝕，晶粒顯示后再進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕試驗(yàn)以達(dá)到腐蝕形成品界損傷的目的。

  FeCl3腐蝕劑采用FeC3，、HCI和水按150 g：200mL：300 ml，配制，槽液溫度控制在18-25℃。

CuSO4腐蝕劑接HC1：CuSO4：H2SO4質(zhì)量比為12. 7：2：1進(jìn)行配制，槽液溫度控制在18℃～25℃。

  將加工好的試樣采用CWT-1504型蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)測(cè)定合金的持久及蠕變性能，測(cè)試條件為950℃、235MPa，試驗(yàn)至試樣斷裂。繪制出蠕變曲線，并分析晶界損傷時(shí)合金持久性能的影響。

  采用掃描電鏡對(duì)試樣斷口及內(nèi)部組織進(jìn)行觀察，確定合金斷裂機(jī)制及裂紋萌生特征，最終確定晶界損傷對(duì)合金持久性能的影響。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2 1腐蝕晶界特征

  采用CuSO4腐蝕劑進(jìn)行不同時(shí)間腐蝕后，試樣微觀組織見圖2�？梢钥闯�，當(dāng)腐蝕時(shí)問較短時(shí)臺(tái)金晶界損傷程度較輕，只是出現(xiàn)了晶界碳化物脫落。而腐蝕20和40 min的晶界出現(xiàn)了大面積損傷，特別是在含有疏松的情況下，品界腐蝕損傷特征更加明顯。

  采用FeCl3腐蝕劑進(jìn)行不同時(shí)間腐蝕后的微觀組織見圖3。由圖3可見，當(dāng)腐蝕時(shí)間為5 min時(shí)合金晶界未出現(xiàn)損傷。腐蝕20和40 mnin的晶界也來出現(xiàn)損傷，但是卻發(fā)現(xiàn)了數(shù)量較多的疏松。說明采用FeCl3腐蝕劑進(jìn)行晶粒顯示時(shí)，并不會(huì)出現(xiàn)晶界損傷，但對(duì)疏松區(qū)域，有腐蝕敢其增大的后果。

2.2腐蝕后臺(tái)金的持久壽命

  兩種腐蝕劑、不同時(shí)間腐蝕后，合金在950℃、235M Pa條件下的持久壽命見圖4。山圖4可見，經(jīng)CuSO。腐蝕劑腐蝕后臺(tái)金隨腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)合金的持久壽命降低。經(jīng)FeCl3腐蝕劑腐蝕時(shí)問小于20 min時(shí)，對(duì)合金性能的影響很小，但是，當(dāng)¨寸問達(dá)到40 min時(shí)，由于合金中的疏松尺寸增大，從而導(dǎo)致持續(xù)壽命顯著降低。

2.3持久斷裂特征分析

  未經(jīng)腐蝕的鑄態(tài)試樣在950 C、2.35 M Pa條件下持久斷裂后的裂紋主要萌生區(qū)域?yàn)楹辖鹬械木Ы缂疤蓟�物區(qū)域，其形貌見圖5。采用含有CuSO4試劑腐蝕試樣在950 ℃、235 M Pa條件下持久斷裂后的裂紋萌生特征見圖6。

  由圖6可見，當(dāng)腐蝕時(shí)間為5 min時(shí)合金中的裂紋萌生多發(fā)生在試樣邊緣，主要位于品界損傷區(qū)域。由于損傷程度較輕，因此持久斷裂后試樣邊緣產(chǎn)生的裂紋都較短。當(dāng)腐蝕時(shí)間達(dá)到20和40 min時(shí)，臺(tái)金形成的裂紋較長(zhǎng)，說明晶界損傷嚴(yán)重，裂紋易在晶界處生成和擴(kuò)展。

3結(jié)論

  (1) K417G在CuSO4腐蝕劑中進(jìn)行不同時(shí)間的腐蝕后，合金晶界處的碳化物會(huì)脫落，并形成品界損傷。合金在950 ℃、235 M Pa條件下的持久壽命表明·當(dāng)腐蝕5 min時(shí)，對(duì)臺(tái)金的持久性能不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但是當(dāng)腐蝕時(shí)間提高至2O min后，合金的持久壽命會(huì)大幅度降低。

(2) K417G在FeCl3腐蝕荊中進(jìn)行不同時(shí)間的腐蝕后，合金晶界處碳化物未產(chǎn)生脫落。合金在950℃．235 M Pa條件F腐蝕5 min和20 min時(shí)，臺(tái)金的持久性能變化不大，但是當(dāng)腐蝕時(shí)問延長(zhǎng)至40 min后，合金的持久壽命大幅降低。這是因?yàn)椴捎肍eCl3腐蝕對(duì)合金的晶界并未產(chǎn)生損傷，但足隨著腐蝕時(shí)間延長(zhǎng)，合金枝晶間的疏松有擴(kuò)大趨勢(shì)，導(dǎo)致了持久壽命降低。

4摘要熔模鑄造K41 7G，臺(tái)金低雎渦輪工作葉片通常需要進(jìn)行表面細(xì)晶處理，在晶粒度檢查過程中容易產(chǎn)生過腐蝕現(xiàn)象。通過試驗(yàn)考察了FeCI3腐蝕劑.CUSO4腐蝕劑對(duì)K417G合金表面及性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用CuS04腐蝕劑進(jìn)行不同時(shí)間的腐蝕后，合金品界娃的碳化物會(huì)脫落而形成晶界損傷。合金在E950℃、235 M Pa條件下的持久壽命表明，當(dāng)腐蝕5m時(shí)，對(duì)合金的持久性能不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但是當(dāng)腐蝕時(shí)間延長(zhǎng)至20min．合金的持久壽命會(huì)大幅度降低。當(dāng)采用FeCl3腐蝕劑進(jìn)行不同時(shí)司的腐蝕后，臺(tái)金晶界處的碳化物不會(huì)脫落合金在950 ℃、235 M Pa條件F的持久壽命表明，當(dāng)腐蝕5min和20m時(shí)，合金的持久性能變化不大，但是當(dāng)腐蝕時(shí)間延長(zhǎng)至40min后，合金的持久壽命大幅度降低a這主要是FeCl3腐蝕劑對(duì)合金的晶界并沒有產(chǎn)生損傷，但是隨著腐蝕時(shí)問延長(zhǎng)合金枝晶間的疏松有擴(kuò)大趨勢(shì)這導(dǎo)致r持久壽命的降低。因此采用FeCI2腐蝕劑用于葉片晶粒度檢查較為適宜。