Gh3030物理性能 深冷与淬火结合对GH3030力学性能影响

高温合金GH3030 属于我国较早进行生产的几种变形高温合金之一, 由于其具有较高的工作温度及较强的抗热腐蚀性, 应用范围广泛。镍基高温合金GH3030 是一种固溶强化型合金, 同时, 弥散分布的析出相Ni3Al的存在是提高其高温强度的另一个重要因素。因此GH30 材料的固溶情况以及析出相的形貌、大小、含量以及分布情况共同决定了该合金的力学性能。

GH3030 强烈淬火提高硬度和强度概括；

强烈淬火技术是在普通淬火的基础上发展起来的一种新型热处理技术, 该技术的应用可以迅速提高材料的硬度和强度。同时, 由于金属表层压应力的产生, 不仅避免了表面裂纹的产生, 同时使得工件产生最小的畸变, 从而保证了工件的精度, 因此强烈淬火作为热处理新技术发展方向之一受到关注。大量研究表明, 通过强烈淬火, 奥氏体钢的表层甚至可以形成100% 马氏体组织, 会使给定钢种获得最大淬硬层, 进而可用碳钢代替较贵重的合金钢。指出强烈淬火可替代或部分替代某些工件的渗碳过程, 同时缩短生产周期, 降低能源消耗, 从而减少环境污染, 节约生产成本。对于奥氏体材料的强烈淬火, 工件的冷却速度越大, 则表层会有更多的奥氏体转变为马氏体, 淬火硬化层深度也就越大, 工件的硬度和强度也就越高。

GH3030深冷提高硬度、耐摩擦性能工艺：

深冷处理是传统的热处理中淬火工艺的进一步深化和补充, 它不仅可以稳定材料的组织, 还可以有效提高多种金属材料的硬度、耐摩擦性能和疲劳性能, 该工艺往往在热处理之后和回火之前进行。深冷处理改善材料的力学性能主要通过促进奥氏体向马氏体的转变、碳化物纳米硬点的析出以及残余应力的降低来实现。相关研究发现, 一般情况下该轴承钢的奥氏体占29% 左右, 通过低温处理后, 奥氏体为8% , 而通过深冷处理, 奥氏体残余量仅仅为5. 7% 。与普通的低温处理相比, 深冷处理往往更能提升材料的力学性能。深冷处理可以同时提高材料的耐磨性和硬度。研究发现, 对100Cr6合金进行深冷处理后, 与没有经过深冷处理的材料相比, 其耐磨性能提高了37% 。深冷处理对工程用低碳钢 的耐摩擦性能甚至提高了214. 94% 。对比研究了低温处理和深冷处理对AISI 440C轴承钢的力学性能的影响, 研究结果发现, 通过深冷处理, 该轴承钢的硬度提高了7% , 而通过低温处理 ( - 80℃) 时其硬度仅仅提高4% 。而研究则发现, 经过深冷处理后得到的X45Cr9Si3 和X53Cr22Mn9Ni4NI材料的硬度分别提高了46. 51% 和27. 8% 。 在深冷的作用下, 特种钢4030 组织中大量奥氏体向马氏体转变, 从而极大改善了该材料的硬度。M2 工具钢的深冷处理时发现深冷作用可以促进碳化物团簇化, 从而大大降低了碳化物的密度, 提高了材料的硬度。

GH3030 结论：

将液氮作为淬火介质应用到强烈淬火中, 并将强烈淬火与深冷处理联合起来对工件施加作用, 形成了强烈淬火- 深冷联合处理新工艺, 单步实现了大温度梯度急速淬火和深冷作用的双重效果。经过强烈淬火- 深冷联合作用处理的GH3030 不仅有效避免了表面裂纹的产生, 而且在较短的时间内获得了同时具有更高表面硬度和抗拉强度的工件, 证明该新方法是可以在短时间内改善材料综合力学性能的有效手段

目前深冷处理的研究主要集中在镁合金、铝合金和钛合金等材料方面, 而对于高温合金深冷处理方面的研究报道却很少。前期的研究结果表明, 虽然经过单步深冷处理或者多次深冷- 热处理循环处理可以获得硬度较高的GH3030 高温合金材料, 但是时间较长。为了缩短工艺时间, 提高生产效率, 将热处理和深冷处理联合起来形成高温度梯度大冲击深冷处理, 从而在更短的时间内获得硬度等力学性能优良的GH3030 材料。