C 含量對(duì) GH4169 合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
摘要：為了研究 C 元素含量對(duì) GH4169 合金顯微組織及力學(xué)性能的影響，采用真空感應(yīng)熔煉、均勻化熱處理、鍛造和固溶處理得到 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 0.025%、0.044%和 0.072%的 3 種 GH4169 合金，通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算和差示掃描量熱法研究了不同 C 含量 GH4169 合金的平衡相析出行為，并結(jié)合顯微組織觀察、X 射線衍射相分析和室溫拉伸試驗(yàn)，分析了 C 含量對(duì) GH4169 合金顯微組織、室溫拉伸性能和加工硬化指數(shù)的影響。結(jié)果表明：C 含量的增加會(huì)促進(jìn) GH4169合金中 MC 和 M23C6 碳化物的析出，富 Nb 的 MC 碳化物含量隨 C 含量的增加呈線性趨勢(shì)增加。C 含量的增加會(huì)抑制 δ相的析出，對(duì) γ′相的析出無(wú)顯著影響。隨 C 含量的增加，固溶態(tài) GH4169 合金的晶粒得到細(xì)化，室溫強(qiáng)度升高，斷后伸長(zhǎng)率降低，加工硬化指數(shù)降低，均勻塑性變形能力降低。MC 碳化物及其引起的微孔是導(dǎo)致合金室溫拉伸斷裂的主要原因。
０ 引言
GH4169（國(guó)外對(duì)應(yīng)牌號(hào)“Inconel 718”）是一種沉淀硬化型鎳基高溫合金，在 650 ℃以下具有強(qiáng)度高、抗疲勞、抗氧化和耐腐蝕的性能特點(diǎn)，并具有良好的焊接性能和可加工性。GH4169 合金自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，已成為“一材多用”高溫合金的典型代表。
近年來(lái)，采用 GH4169 合金制造的冷軋板材和帶材被廣泛應(yīng)用于航空、航天、核電等先導(dǎo)領(lǐng)域。在航空裝備上，GH4169 合金冷軋板材主要用作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鈑金件；在新一代航天裝備上，GH4169 合金冷軋帶材主要用作波紋管等關(guān)鍵敏感元件；在核電領(lǐng)域，GH4169合金冷軋帶材主要用作壓水堆燃料組件格架彈簧。隨著上述領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)鈑金件等結(jié)構(gòu)件減重、形位公差和使用性能提出了更為嚴(yán)苛的要求，進(jìn)而對(duì)所用 GH4169合金板帶材的尺寸精度、板型、表面質(zhì)量以及組織性能均勻性和穩(wěn)定性等提出了更高的要求。
板帶材產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于坯料質(zhì)量、軋制工藝參數(shù)和設(shè)備條件。在相同工藝參數(shù)和既定設(shè)備條件下，坯料的成分、均質(zhì)性及表面狀態(tài)成為保證板帶材產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。C 元素是高溫合金中不可缺少的晶界強(qiáng)化元素。由于 C 元素在高溫合金中的固溶度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其添加值，因此會(huì)形成不同類(lèi)型的碳化物。對(duì)于 GH4169 合金，會(huì)不可避免的形成富 Nb 和 Ti 的 MC 型一次碳化物。碳化物的數(shù)量、分布、形態(tài)以及尺寸會(huì)嚴(yán)重影響合金的組織和力學(xué)性能。鑒于此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究。針對(duì) C 含量對(duì) Inconel 718 合金的力學(xué)性能研究結(jié)果表明，隨 C 含量降低，碳化物含量減少，尺寸減小，導(dǎo)致合金塑性和韌性升高。當(dāng)合金中的 Nb 含量足夠時(shí)，碳化物的析出不會(huì)影響 γ′′相的析出。因此，隨著 MC 碳化物的析出，合金的強(qiáng)度升高。針對(duì) C含量對(duì) GH4169 合金組織和力學(xué)性能影響的研究結(jié)果表明，高 C 含量的 GH4169 合金平均晶粒尺寸較小，C 含量越高，MC 碳化物的平均尺寸越大，大顆粒碳化物的比例越高。隨 C 含量增加，GH4169合金室溫及 650 ℃高溫強(qiáng)度和塑性都逐漸降低。此前的研究?jī)H從定性角度分析了 C 含量增加對(duì)碳化物的影響，且僅關(guān)注了 C 含量對(duì)使用性能的影響，即經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)熱處理后合金的力學(xué)性能。然而，碳化物的存在還會(huì)影響固溶狀態(tài)坯料的組織和性能，進(jìn)而影響其在冷加工過(guò)程中的均勻塑性變形性能。因此，本實(shí)驗(yàn)以固溶態(tài) GH4169 合金坯料為研究對(duì)象，采用熱力學(xué)計(jì)算、綜合熱分析儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡及附帶能譜儀、物理化學(xué)相分析以及力學(xué)性能測(cè)試等設(shè)備和方法，定量研究了 C 含量對(duì)固溶態(tài)GH4169 合金的析出相、晶粒尺寸、室溫拉伸性能和加工硬化指數(shù)的影響，為 GH4169 合金中碳化物控制及板帶材產(chǎn)品 C 含量的優(yōu)化控制提供理論依據(jù)。
1 實(shí)驗(yàn)
試驗(yàn)材料采用真空感應(yīng)熔煉工藝冶煉，冶煉了 3爐不同 C 含量的 GH4169 合金鑄錠（1#、2#、3#），其成分如表 1 所示。除 C 元素外，其他元素含量極為接近。將 3 爐合金鑄錠進(jìn)行充分的均勻化熱處理后，經(jīng)熱鍛至板坯，之后在 1050 ℃進(jìn)行充分的固溶處理。
采用 JMat Pro 計(jì)算軟件對(duì)不同 C 含量合金中的平衡相析出行為進(jìn)行熱力學(xué)模擬計(jì)算。
采用綜合熱分析儀（Netzsch STA-449C）測(cè)定固溶態(tài)合金熔化過(guò)程中的相變溫度。樣品尺寸為 Φ3 mm×1 mm。首先以 10 /min℃的升溫速率從室溫升至 1000 ℃，然后以 5 /min℃的升溫速率升至 1450 ℃，再以 5 /min℃的降溫速率冷卻至 1000 ℃，以 10 /min℃的降溫速率降至室溫。升溫和降溫過(guò)程中充氬氣保護(hù)。
在固溶態(tài)板坯上切取金相試樣，經(jīng)砂紙（80#~2000#）打磨后進(jìn)行機(jī)械拋光，采用 10 g CuCl2+50 mLHCl+50 mL H2O 溶液對(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)腐蝕，觀察其顯微組織。采用 X 射線衍射儀（XRD）對(duì)電解萃取得到的析出相進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。萃取劑為 LiCl+磺基水楊酸+甘油甲醇溶液。按照析出相的收集與洗滌方法收集并處理電解殘?jiān)螅?ICP-AES 測(cè)定各元素的含量。
按照 GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》在固溶態(tài)板坯上切取室溫拉伸性能試樣，采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試樣的室溫拉伸性能。
分別采用 Olympus GX71 光學(xué)顯微鏡（OM）、Gemini300 熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和附帶能譜儀（EDS）對(duì)金相試樣、室溫拉伸斷口試樣及第二相進(jìn)行觀察和分析。
2 結(jié)果與討論
2.1 C 含量對(duì)合金平衡相析出行為的影響
圖 1 為采用 JMat Pro 軟件計(jì)算得到的 1# GH4169合金（C 含量為 0.025%）熱力學(xué)平衡相圖。從圖 1 可以看出，1# GH4169 合金對(duì)應(yīng)的初熔和終熔溫度分別為 1178 和 1360℃；合金的主要平衡相為 γ 基體、MC碳化物、δ 相、γ′相、M23C6 碳化物及 M3B2 硼化物等。當(dāng)溫度降至 1250 ℃后，主要析出相 MC 碳化物開(kāi)始析出，δ 相和 γ′相分別在 1015 和 907 ℃開(kāi)始析出，M23C6 型碳化物在 713 ℃開(kāi)始析出。除此之外，還有σ 相和 α-Cr 相存在。由于熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果為穩(wěn)定的平衡相，因此，這些相可能會(huì)在長(zhǎng)期使用或時(shí)效過(guò)程中逐漸析出。需要說(shuō)明的是，γ′′相是亞穩(wěn)相，δ 相是 γ′′相的穩(wěn)定相。當(dāng)合金處于 650 ℃及更高溫度的長(zhǎng)期服役條件下時(shí)，γ′′相會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?δ 相。因此，γ′′相不會(huì)出現(xiàn)在平衡相圖計(jì)算結(jié)果中。從圖 1b 可以看出，熱力學(xué)計(jì)算得到的 1# GH4169 合金中 MC 碳化物的大析出量為 0.241%。
圖 2 為采用 JMat Pro 軟件計(jì)算得到的 1# GH4169合金中 C 元素在不同平衡相中的含量情況。從圖 2 可以看出，在 GH4169 合金中，C 元素主要存在于液相、γ 基體、MC 和 M23C6 碳化物中，α-Cr 中僅含有痕量的C 元素。隨著溫度的降低，液相中的 C 元素的含量逐漸降低，γ 基體中 C 元素的含量逐漸增加。當(dāng)溫度降至 MC 析出溫度（1250 ℃）后，C 元素在液相和 γ 基體中的含量逐漸降低，在 MC 中的含量先升高。當(dāng)溫度進(jìn)一步降至 MC 分解溫度（711 ℃）后，C 元素在MC 中的含量降低，在 M23C6 中的含量升高。
GH4169 合金中的 C 為 MC 及 M23C6 型碳化物的主要形成元素，其含量變化會(huì)直接影響碳化物的析出行為，并間接影響金屬間化合物的析出行為。圖 3 和圖 4 為采用 JMat Pro 軟件計(jì)算得到的 C 含量變化對(duì)合金熔點(diǎn)、MC 及 M23C6 型碳化物、δ 相和 γ′相析出行為的影響規(guī)律。從圖 3 可以看出，C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)從 0.025%增加到 0.072%時(shí)，合金初熔溫度（Ts）從 1178 ℃增加至1187 ℃；隨著 C 含量的增加，合金的終熔溫度（Tf）從1360 ℃降至 1359 ℃，表明 C 含量對(duì)終熔溫度的影響不明顯，這與以往研究結(jié)果一致。從圖 4a 可以看出，隨著 C 含量的增加，合金的 MC 析出溫度從1250 ℃顯著增加至 1287 ℃；隨著 C 含量的增加，MC 的析出量表現(xiàn)出線性遞增的規(guī)律；當(dāng) C 含量為0.025%時(shí)，MC的析出量為 0.241%，當(dāng) C含量為 0.072%時(shí)，MC 的析出量為 0.706%。從圖 4b 可以看出，隨 C含量升高，M23C6 的開(kāi)始析出溫度增加，析出量明顯增加；當(dāng) C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)從 0.025%提高到 0.072%時(shí)，M23C6的析出溫度從 713 ℃提高到 717 ℃，M23C6 的析出量從 0.486%增加到 1.399%。由此可知，C 含量的增加可以促進(jìn)不同類(lèi)型碳化物的析出，從而有利于合金強(qiáng)度的提高。從圖 4c 可以看出，隨 C 含量的升高，合金中 δ 相的析出溫度顯著降低，析出量無(wú)明顯降低；當(dāng) C 含量從 0.025%提高到 0.072%時(shí)，δ 相的析出溫度從 1015 ℃降低至 996 ℃，δ 析出量從 11.85%略降低至 11.61%。由此可知，C 含量增加對(duì) δ 相的析出有一定的抑制作用。從圖 4d 可以看出，隨著 C 含量的增加，合金中 γ′相的析出溫度降低，析出量略有變化；當(dāng) C 含量從 0.025%提高至 0.072%，γ′相的析出溫度從907 ℃降至 901 ℃，γ′相的析出量先從 10.17%降至10.06%，后升高至 10.16%，表明 C 含量的變化對(duì) γ′相的析出行為影響無(wú)明顯影響。
采用 DSC 實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了 C 含量對(duì)合金平衡相析出溫度的影響規(guī)律。圖 5 所示為不同 C 含量GH4169 合金在加熱過(guò)程中的 DSC 曲線。從圖 5 可以看出，對(duì)于 1# GH4169 合金（C 含量為 0.025%），當(dāng)溫度升高至 1264 ℃，曲線上開(kāi)始出現(xiàn)明顯的吸熱峰，表明 γ 基體開(kāi)始熔化，該溫度對(duì)應(yīng)合金的初熔點(diǎn)（TS1）。到 1279 ℃時(shí)，MC 碳化物開(kāi)始熔化，該溫度對(duì)應(yīng)合金的碳化物溶解溫度（TMC1）。到 1342 ℃時(shí)，合金熔化結(jié)束，該溫度對(duì)應(yīng)合金的終熔點(diǎn)（TL1）。
表 2 所示為采用 DSC 測(cè)得的不同 C 含量 GH4169合金在加熱過(guò)程中的相變溫度。從表 2 可以看出，加熱過(guò)程中，隨著 C 含量升高，合金的初熔溫度從1264 ℃升至 1268 ℃，終熔溫度從 1342 ℃降至1340 ℃，略有降低，MC 碳化物的溶解溫度從 1279 ℃顯著升高至 1296 ℃。研究結(jié)果表明，采用 DSC 測(cè)得的 C 含量對(duì)合金熔化溫度及 MC 碳化物相變溫度的影響規(guī)律與熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果一致，驗(yàn)證了熱力學(xué)計(jì)算的規(guī)律性。
2.2 C 含量對(duì)合金顯微組織和 MC 碳化物的影響
圖 6 為不同 C 含量 GH4169 合金的金相顯微組織?？梢钥闯?，固溶態(tài) GH4169 合金的組織均為等軸奧氏體晶粒，并在基體上分布著數(shù)量不等的第二相。隨著 C 含量從 0.025%增加至 0.072%，合金的晶粒尺寸從 266 μm 減小至 105 μm，且第二相數(shù)量明顯增多。
圖 7 為不同 C 含量 GH4169 合金的掃描電鏡顯微組織?？梢钥闯?，固溶態(tài)合金晶界平直，呈方形和不規(guī)則形狀的第二相彌散分布在晶內(nèi)和晶界上，尺寸范圍為 2~8 μm。能譜分析結(jié)果表明（表 3），在不同 C含量的 GH4169 合金中，不同形狀和尺寸的第二相均為富 Nb 的 MC 碳化物。隨著 C 含量升高，MC 中 Nb元素含量逐漸增加。此外，MC 中還含有少量的 Ti 元素。由于碳化物顆粒尺寸小，能譜分析會(huì)受到基體元素的干擾，因此表 3 中 MC 的組成元素還有 Ni、Cr和 Fe。對(duì)從 2# GH4169 合金（C 含量為 0.044%）中萃取得到的第二相進(jìn)行 X 射線衍射，衍射譜圖如圖 8 所示。通過(guò)對(duì)析出相結(jié)構(gòu)分析，確定第二相點(diǎn)陣常數(shù)a0=0.442~0.443 nm，為 MC 碳化物。
進(jìn)一步采用 XRD 對(duì)不同 C 含量 GH4169 合金中MC 的含量進(jìn)行了定量分析。圖 9 所示為 C 含量對(duì)GH4169 合金中 MC 含量的影響。可以看出，隨 C 含量增加，MC 碳化物含量顯著增加。通過(guò)線性擬合可知，MC 含量與 C 含量滿足線性關(guān)系：
式中，AMC 為 MC 碳化物的含量，質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；WC為合金中 C 元素的含量，質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）。
表 4 為 MC 中各元素含量及 MC 的化學(xué)組成式。需要說(shuō)明的是，通過(guò)電解萃取，采用 ICP-AES 測(cè)定MC 相中 Ti、Nb、Mo 元素含量，根據(jù)測(cè)定值計(jì)算 MC中的 C 含量、MC 中各元素的原子分?jǐn)?shù)和 MC 的化學(xué)組成式。由于 MC 中 M 和 C 的原子比為 1:1，在計(jì)算MC 中 Ti、Nb 和 Mo 元素的原子分?jǐn)?shù)時(shí)，以 C 元素含量為 50%（at/%）為基礎(chǔ)。可以看出，MC 中均含有大量的 Nb，一定量的 Ti 和痕量的 Mo 元素。隨著 C含量的升高，MC 中 Nb 元素的含量升高。
GH4169 合金中富 Nb 的 MC 碳化物是在凝固過(guò)程中形成的一次碳化物。一次碳化物具有高化學(xué)穩(wěn)定性、高熔點(diǎn)及高硬度的特點(diǎn)，在后續(xù)熱加工和熱處理過(guò)程中很難被消除。在隨后的熱變形過(guò)程中，一次碳化物將隨金屬流動(dòng)被逐漸破碎，其中一部分尺寸相對(duì)細(xì)小的碳化物成為阻礙晶界遷移的釘質(zhì)點(diǎn)。這些釘扎質(zhì)點(diǎn)隨 C含量增加而增多，導(dǎo)致晶界遷移阻力增大。因此，當(dāng)對(duì)合金板坯進(jìn)行相同的固溶處理時(shí)，在同樣的高溫?zé)峒せ钭饔孟?，晶界遷移速率隨著 C 含量的增加而下降，導(dǎo)致固溶態(tài)晶粒組織隨之細(xì)化（圖 5）。
2.3 C 含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
圖 10 所示為 C 含量對(duì) GH4169 合金室溫拉伸性能的影響?？梢钥闯?，合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均隨 C含量增加而升高，斷后伸長(zhǎng)率隨 C 含量增加而降低。
室溫條件下，晶界的存在會(huì)阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致合金的塑性變形抗力提高。此外，晶粒越細(xì)小，屈服強(qiáng)度越高。因此，隨 C 含量增加，GH4169 合金的晶粒細(xì)化，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度升高。
圖 11 所示為不同 C 含量 GH4169 合金的室溫拉伸試樣斷口形貌。由圖 11a~11c 可以看出，不同 C 含量GH4169 合金的室溫拉伸斷口呈典型的杯錐狀形貌特征，即由心部裂紋萌生擴(kuò)展區(qū)和邊緣瞬斷區(qū)兩部分組成。由裂紋萌生擴(kuò)展區(qū)的高倍形貌觀察（圖 11d~11f）可見(jiàn)，室溫拉伸斷口表面存在大量韌窩，且韌窩間存在明顯的撕裂棱，呈現(xiàn)出典型的塑性變形沿晶斷裂特征。韌窩狀斷口表明試樣的斷裂是由微裂紋不斷擴(kuò)展相互連接而造成韌性斷裂。由圖 11g~11i 可以看出，韌窩處可以看到相對(duì)完整的 MC 碳化物、部分破碎的碳化物和韌窩微孔。這種組織特征表明，碳化物的存在是導(dǎo)致韌窩微孔形成的原因，即合金在單向拉伸的作用下，碳化物發(fā)生破裂脫離產(chǎn)生微孔。合金在拉伸變形時(shí)，第二相和微孔等缺陷是薄弱環(huán)節(jié)，極易成為裂紋源，使合金的有效承力面積減小，局部應(yīng)力增大，裂紋很快向外擴(kuò)展，導(dǎo)致合金斷裂。隨著 MC 碳化物含量的增加，合金在拉伸載荷下更易在碳化物處形成微裂紋，進(jìn)而引起合金斷裂，造成合金的斷后伸長(zhǎng)率下降。
在室溫拉伸過(guò)程中，當(dāng)載荷超過(guò)彈性極限，金屬材料將發(fā)生加工硬化（strain hardening，亦稱為“應(yīng)變硬化”）。不同 C 含量 GH4169 合金的顯微組織不同，從而拉伸試驗(yàn)中的加工硬化行為也不同。圖 12 所示為不同 C 含量 GH4169 合金的室溫拉伸真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線?？梢钥闯觯S應(yīng)變的增加，合金的抗拉強(qiáng)度逐漸增加，表明 GH4169 合金在室溫拉伸過(guò)程中發(fā)生了明顯的加工硬化。
加工硬化指數(shù) n（strain hardening exponent, 亦稱為“應(yīng)變硬化指數(shù)”）常被用來(lái)描述金屬材料的加工硬化行為。作為評(píng)價(jià)金屬材料均勻塑性變形性能的重要指標(biāo)之一，n 值越大，表明材料的均勻塑性變形能力越好。
通常情況下，可通過(guò)數(shù)學(xué)方程式描述真應(yīng)力與真應(yīng)變之間的關(guān)系。對(duì)于非奧氏體結(jié)構(gòu)的金屬，其加工硬化行為可采用簡(jiǎn)單的 Hollomon 模型描述，如式（2）所示。
式中，σ 表示真應(yīng)力，ε 表示真應(yīng)變，K 為強(qiáng)度因子，n 為加工硬化指數(shù)。
對(duì)于奧氏體結(jié)構(gòu)的金屬，僅在高應(yīng)變階段才與簡(jiǎn)單的 Hollomon 模型有很好的擬合度。因此，不能直接采用式（1）來(lái)描述 GH4169 合金真應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，需要采用修正后的 Hollomon 模型來(lái)描述真應(yīng)力與真應(yīng)變的關(guān)系，如式（3）所示。
式中，n1 和 n2 為常數(shù)。
對(duì)真應(yīng)力-真應(yīng)變進(jìn)行自然對(duì)數(shù)計(jì)算，可求出對(duì)應(yīng)的真應(yīng)力-真應(yīng)變對(duì)數(shù)曲線，如圖 13 所示。采用非線性擬合對(duì)真應(yīng)力-真應(yīng)變對(duì)數(shù)曲線進(jìn)行擬合，得到不同C 含量 GH4169 合金的 n1 和 n2 值，如表 5 所示?？梢钥闯?，隨著 C 含量的增加，n1 值和 n2 值均逐漸減小。
以往研究結(jié)果表明，第二相析出物對(duì)材料的加工硬化具有重要影響，主要體現(xiàn)在對(duì)位錯(cuò)滑移方面的影響。當(dāng)位錯(cuò)滑移遇到第二相粒子時(shí)，會(huì)在第二相粒子周?chē)纬晌诲e(cuò)塞積。隨著拉伸過(guò)程的進(jìn)行，繞過(guò)第二相粒子的位錯(cuò)不斷增加，在粒子周?chē)纬傻奈诲e(cuò)塞積隨之增加，導(dǎo)致后續(xù)位錯(cuò)滑移通道逐步變窄，位錯(cuò)滑移難度逐漸增加，材料逐步硬化。第二相粒子數(shù)量越多，塞積的位錯(cuò)數(shù)目越多，后續(xù)位錯(cuò)可滑移的通道越窄，第二相粒子對(duì)位錯(cuò)滑移阻礙的作用越強(qiáng)，材料硬化越明顯。因此，隨 C 含量增加，MC 碳化物數(shù)量增加，合金的加工硬化指數(shù) n 降低，相應(yīng)的，合金均勻塑性變形能力隨之降低。此外，晶粒細(xì)化也會(huì)導(dǎo)致n 值降低。這是因?yàn)樽冃芜^(guò)程中，相鄰晶粒間的協(xié)調(diào)作用會(huì)導(dǎo)致晶界附近的位錯(cuò)滑移系開(kāi)動(dòng)，因此晶粒越細(xì)，開(kāi)動(dòng)的滑移系越多，位錯(cuò)塞積數(shù)目越多，從而使 n 值降低。
對(duì)于高溫合金板帶材等冷加工產(chǎn)品，合金的加工硬化性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制具有十分重要的意義，它不僅影響冷變形過(guò)程中變形抗力的數(shù)值，也會(huì)影響應(yīng)力的分布與變化，進(jìn)而影響板帶材的尺寸精度、板型和表面質(zhì)量等。因此，無(wú)論從對(duì)板帶材產(chǎn)品中碳化物含量控制角度出發(fā)，還是從對(duì)其尺寸、板型和表面等的控制方面考慮，在滿足合金使用性能的前提下，應(yīng)盡量將 GH4169 合金板帶產(chǎn)品中的 C 元素含量控制在較低的范圍內(nèi)。
3 結(jié)論
1）隨著 C 含量的增加，GH4169 合金中 MC 和 M23C6型碳化物的析出溫度和析出量均提高，δ 相的析出溫度降低，δ 相和 γ′相的析出量和析出溫度無(wú)顯著變化。
2）隨著 C 含量的增加，GH4169 合金的固溶態(tài)晶粒尺寸減小，合金中的 MC 碳化物隨 C 含量的變化規(guī)律滿足 AMC = 0.02665 6.66637－ ＋WC 的線性關(guān)系式。
3）隨著 C 含量的增加，GH4169 合金的室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度升高，室溫塑性降低。GH4169 合金的加工硬化規(guī)律基本符合修正后的 Hollomon 模型。隨著 C 含量的增加，GH4169 合金的加工硬化指數(shù)降低。
4）GH4169 合金室溫拉伸斷口為典型的韌窩狀斷口，MC 碳化物及其引起的微孔是拉伸過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，從而引發(fā)室溫拉伸斷裂。
文章引用：石照夏，胥國(guó)華，劉寧等。C含量對(duì)GH4169合金顯微組織及力學(xué)性能的影響[J]。稀有金屬材料與工程，2023，52（08）：2926-2934。
