K445高溫合金是一種鑄造鎳基高溫合金，具有良好的綜合性能，其主要應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的三、四級(jí)工作葉片。為了滿足產(chǎn)品的要求，該合金必須保證有較高的強(qiáng)度、很好的韌性以及抗熱腐蝕能力和組織長(zhǎng)期穩(wěn)定性。而高溫合金的性能主要決定于它的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)。當(dāng)合金成分一定時(shí)，熱處理工藝對(duì)合金的組織影響非常敏感。熱處理能改變合金中的相的分布、數(shù)量與形態(tài)，可改善合金的晶界狀態(tài)，達(dá)到改善合金性能的效果。本課題主要是通過(guò)改變固溶溫度、固溶時(shí)間、固溶冷卻速度、時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)問(wèn)、保護(hù)氣氛等工藝變量，對(duì)K445高溫合金迸行固溶時(shí)效熟處理，并進(jìn)行顯微組織觀察和硬度測(cè)試，系統(tǒng)地研究了熱處理工藝對(duì)K445高溫合金組織與性能地影響。結(jié)果表明：
1K445鑄態(tài)合金的主要組織為：γ基體，粗大的γ′相，花瓣?duì)畹摩茫谩涔簿ЫM織，以及晶界上及晶內(nèi)的MC碳化物；經(jīng)過(guò)熱處理后的K445合金成分偏析程度減輕，粗大的γ′相交得細(xì)小而彌散，在晶界上及晶內(nèi)都分布著一定數(shù)量的M23C6及少量的MC碳化物。
2在1050℃－1300℃之間，I《445合金硬度隨固溶溫度的升高先增大，當(dāng)固溶溫度達(dá)到1250”C時(shí)，合金硬度出現(xiàn)峰值。固溶溫度越高，固溶處理時(shí)K445合金中的γ′相及二次碳化物溶解的越充分，殘余碳化物越少，γ＋γ′共晶在基體中的固過(guò)程中，析出的強(qiáng)化相數(shù)量多且彌散。K445合金的固溶保溫時(shí)間過(guò)短時(shí)，時(shí)效后析出的γ′相尺寸偏大，硬度較低；當(dāng)保溫時(shí)間為1.5H時(shí)，γ′相的析出尺寸減小，合金硬度有所提高。
3K445合金固溶后經(jīng)空冷的組織中已有少量γ′相析出，并在時(shí)效過(guò)程中長(zhǎng)大，合金硬度略低；而水冷后的合金表面產(chǎn)生了宏觀裂紋；固溶冷卻方式為油冷熱處理后的合金組織和硬度都較為理想。
4時(shí)效溫度在730℃～880℃范圍內(nèi)，K445高溫合金中的γ′強(qiáng)化相、M23C6碳化物及硼化物的數(shù)量隨時(shí)效溫度的升高而增加，在880”C析出的數(shù)量*多，合金硬度*高；時(shí)效溫度為920℃時(shí)，合金中的部分γ′相聚集長(zhǎng)大，合金硬度降低。時(shí)效時(shí)間為10H時(shí)，I《445高溫合金中的γ′相的析出量不足，合金硬度較低；當(dāng)時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)至16H時(shí)，合金中析出了充足的細(xì)小彌散γ′相，合金硬度達(dá)到*高；當(dāng)時(shí)效時(shí)間大于20H，γ′相開(kāi)始聚集長(zhǎng)大，合金硬度下降。
5K445合金經(jīng)過(guò)二次時(shí)效處理后，硬度與一次時(shí)效后相比變化不大，但經(jīng)過(guò)二次時(shí)效處理的合金中析出了更多的MZ23C6及MC碳化物，且析出的T，相略有長(zhǎng)大并有成筏排狀排布的趨勢(shì)。
6在大氣環(huán)境下對(duì)K445高溫合金進(jìn)行熱處理得到γ′相及碳化物尺寸細(xì)小，分布均勻、彌散，合金的硬度*高；在氦氣環(huán)境下對(duì)K445高溫合金熱處理得到的γ′相粗大，且分布不均，熱處理后合金硬度的幾乎沒(méi)有提高：K445合金在氬氣及真空下的熱處理，得到的強(qiáng)化相顆粒也比較細(xì)小均勻，硬度較高，但運(yùn)行成本高，操作工序復(fù)雜。