高溫合金是以高熔點金屬 Ni（1450 ℃）、Co（1480 ℃）等為基體的金屬材料，目前在先進(jìn)的航空發(fā)動機中。為了探索鐵基高溫合金 GH1140 在深冷處理和循環(huán)處理過程中的組織演變規(guī)律和性能變化機理，本文將深冷處理技術(shù)引入高溫合金領(lǐng)域，對高溫合金進(jìn)行深冷處理研究。
試驗設(shè)備：環(huán)儀儀器 高低溫復(fù)合深冷處理設(shè)備
試驗材料：試驗材料為 GH1140 板材，2 mm 厚，密度8.1 g/cm3，室溫電阻率ρ=1.07×10^-6Ω·m，無磁性。
試驗設(shè)計：
1.首先通過線切割加工若干個小試樣，然后將小試樣分成 A1、A2、A3 及 B1、B2、B3 共 6 組，每組 3 個。
2.將高溫合金試樣放在液氮中分別進(jìn)行5 h、10 h、15 h 深冷處理，深冷處理試驗方案如下：
（1）深冷處理工藝 A1（-190 ℃降溫 - 保溫 5 h）
（2）深冷處理工藝 A2（-190 ℃降溫 - 保溫 10 h）
（3）深冷處理工藝 A3（-190 ℃降溫 - 保溫 15 h）
（4）深冷處理工藝 B1（-190 ℃降溫 - 保溫 5h + 升溫 180 ℃ *6 h）
（5）深冷處理工藝 B2（-190 ℃降溫 - 保溫 10h + 升溫 180 ℃ *6 h）
（6）深冷處理工藝 B3（-190 ℃降溫 - 保溫 15h + 升溫 180 ℃ *6 h）
3.試驗結(jié)束后，取出試樣，然后在室溫下測試其力學(xué)性能。
試驗結(jié)果分析：
1.下圖是深冷處理不同時間后的硬度柱狀圖。深冷處理5 h、10 h及15 h后再分別升溫至180 ℃并持續(xù)6 h，對GH1140的顯微硬度幾乎沒有影響。
2.下圖是深冷處理不同時間后的硬度曲線圖。深冷處理5 h、10 h及15 h后再分別升溫至180 ℃并持續(xù)6 h，GH1140的抗拉強度繼續(xù)下降，隨后升高至732 MPa。
3.下圖是經(jīng)過不同時間深冷處理后得到的GH1140的金相組織。可以看出，經(jīng)5 h、10 h及15 h深冷處理后，材料的組織變化明顯，顯微硬度顯著提高，抗拉強度下降。
試驗結(jié)論：
(1)深冷作用能使無相變材料的晶界發(fā)生畸變而改善微細(xì)化合物即硬質(zhì)點的分布，內(nèi)部形成大量應(yīng)力應(yīng)變，產(chǎn)生位錯和破碎晶粒，從而使得材料中存有較大的殘余應(yīng)力，還可析出細(xì)小顆粒形成第二相強化。
(2)通過短時間深冷處理，GH1140可以獲得更高硬度，但是深冷處理對強度影響不大，這說明GH1140鐵基高溫合金在低溫下也具有良好的力學(xué)性能，適合低溫環(huán)境下的應(yīng)用。
(3)GH1140經(jīng)-190 ℃，5 h、10 h及15 h的深冷處理后，再分別升溫至180 ℃并持續(xù)6 h，抗拉強度則隨著深冷處理時間的延長，先降后升至732 MPa；但冷熱循環(huán)處理對GH1140的硬度影響不大。
以上就是高溫合金的高低溫循環(huán)處理研究，如有疑問，可以咨詢環(huán)儀儀器相關(guān)技術(shù)人員。
