摘要　高溫合金是一類在高溫及一定應(yīng)力條件下長(zhǎng)期工作的高溫金屬材料，具有良好的綜合性能，被廣泛地應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囃ㄟ^(guò)改變合金的微觀組織來(lái)提升其性能。

總結(jié)了近幾年高溫合金熱處理工藝的研究進(jìn)展，詳細(xì)論述了變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫合金的熱處理工藝及熱處理對(duì)其組織和性能的影響，并闡述了高溫合金熱處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)。

高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、優(yōu)異的蠕變性能、良好的疲勞性能和斷裂韌性等綜合性能，已成為航空和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤(pán)等高溫部件不可替代的關(guān)鍵材料。高溫合金按制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。

隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，對(duì)高溫材料的性能要求也不斷提高。熱處理是高溫合金*的工藝過(guò)程，高溫合金熱處理工藝如圖１所示，通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織或改變工件表面的化學(xué)成分，提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，提高強(qiáng)度。因此，為優(yōu)化顯微組織所進(jìn)行的熱處理研究一直是合金研制及應(yīng)用過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一。

１　高溫合金熱處理工藝

高溫合金熱處理工藝是指高溫合金材料在固態(tài)下，通過(guò)加熱、保溫和冷卻的方式，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。近年來(lái)對(duì)于高溫合金研究比較深入、系統(tǒng)的是固溶熱處理和時(shí)效熱處理。固溶熱處理是指在高于高溫合金組織內(nèi)析出相的全溶溫度，使合金中各種分布不均勻的析出相充分溶解至基體相中，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除殘余應(yīng)力的作用，以便繼續(xù)加工成型，并為后續(xù)時(shí)效處理析出均勻分布的強(qiáng)化相做準(zhǔn)備。

時(shí)效熱處理是指在強(qiáng)化相析出的溫度區(qū)間內(nèi)加熱并保溫一定時(shí)間，使高溫合金的強(qiáng)化相均勻地沉淀析出，碳化物等均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)硬化合金和提高其強(qiáng)度的作用。

２　變形高溫合金熱處理工藝研究進(jìn)展

２．１　鐵基變形高溫合金ＧＨ２１３２合金具有突出的抗松弛能力、耐腐蝕能力和良好的綜合性能，適于作航空緊固件。目前使用的ＧＨ２１３２合金達(dá)不到１１００ＭＰａ高強(qiáng)度要求來(lái)滿足工作條件和保證航空安全，因而需要進(jìn)行一定的熱處理。

陳琪等采用兩種熱處理方式：一是固溶加時(shí)效熱處理工藝為９００℃固溶２.５ｈ油冷，７２０℃×１６ｈ＋６６０℃×１６ｈ空冷，保證δ＞２２％時(shí)，抗拉強(qiáng)度能達(dá)到１２４０ＭＰａ；二是直接時(shí)效熱處理工藝為６８０ ℃能保證δ＞１３％時(shí)，將ＧＨ２１３２合金的抗拉強(qiáng)度提高到１４００ＭＰａ。熱處理后合金得到了更加優(yōu)異的綜合性能。

ＧＨ６９６合金屬于沉淀強(qiáng)化型鐵基變形高溫合金，在高溫條件下具有較高持久蠕變強(qiáng)度，良好的抗氧化、抗腐蝕等綜合性能。它的表面硬度和耐磨性限制了在航空方面的應(yīng)用范圍。王淑新對(duì)ＧＨ６９６合金進(jìn)行了表面熱處理工藝的研究，采用氣體滲氮法，以氨氣作為滲氮?jiǎng)月然@作為催滲劑。滲氮前試樣先進(jìn)行固溶處理，工藝為（１０００～１１００）℃×（１～２）ｈ油冷；固溶處理后進(jìn)行兩次時(shí)效處理，一次時(shí)效處理工藝（７５０～７８０）℃×１６ｈ空冷；二次時(shí)效處理工藝（６９０～７１０）℃×１６ｈ空冷。

表面熱處理提高了合金的表面硬度、耐磨性和抗腐蝕性能，并且滲氮層深度和滲氮保溫時(shí)間符合擴(kuò)散型控制的拋物線法則。

２．２　鎳基變形高溫合金ＧＨ１４５合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)在８００ ℃以下工作并要求強(qiáng)度較高的耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。ＧＨ１４５合金主要靠第二相γ′強(qiáng)化，其力學(xué)性能與固溶處理溫度和時(shí)間關(guān)系密切。王增友等［５］采用了（１１３５±１０）℃×２ｈ微量風(fēng)冷固溶處理，（８４５±１０）℃×２４ｈ爐冷至（７２０±１０）℃×１９ｈ空冷時(shí)效處理，得到了較為滿意的力學(xué)性能。

采用一次固溶，二次時(shí)效獲得了較為滿意的綜合力學(xué)性能和持久性能。ＧＨ１４５合金經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效處理后，γ′相中合金元素的溶解度會(huì)隨著時(shí)效溫度的不同而略有變化，但與時(shí)效時(shí)間關(guān)系不大。高溫合金ＧＨ４１４５／ＳＱ是以γ′［Ｎｉ３（Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ）］為主要強(qiáng)化相的鎳基時(shí)效硬化型合金，主要用于３００ ＭＷ 或６００ＭＷ 汽輪機(jī)高中壓內(nèi)缸法蘭螺栓。

此種材質(zhì)螺栓經(jīng)過(guò)高溫運(yùn)行后，會(huì)發(fā)生顯微組織及位錯(cuò)組態(tài)變化、強(qiáng)化相析出等，導(dǎo)致材料的蠕變和持久性能下降。閻光宗等為了改善其性能，對(duì)運(yùn)行后硬度值為３３３ＨＢＷ 的螺栓進(jìn)行恢復(fù)熱處理，熱處理工藝為固溶＋兩次時(shí)效，固溶工藝為１１３０℃×１ｈ油冷；時(shí)效為８4５℃×２４ｈ，第二次時(shí)效為７０７℃×２０ｈ空冷。

采用此工藝對(duì)硬度值超標(biāo)螺栓進(jìn)行恢復(fù)熱處理后，其硬度值降至標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，雖然強(qiáng)度值有一定程度的下降，但是塑性及韌性顯著提升，證明恢復(fù)熱處理工藝極其有效。ＧＨ４１６９合金是含Ｎｂ的高強(qiáng)度鎳-鉻-鐵基高溫合金，主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。張尊禮等研究了熱處理制度對(duì)ＧＨ４１６９冷軋葉片組織性能的影響。

采用９７０～９９５℃軟化處理制度，軟化處理后進(jìn)行中間處理和固溶時(shí)效處理，中間處理制度為９００ ℃ 空冷，固溶時(shí)效處理制度為１０１０℃空冷＋７２０℃×８ｈ爐冷至６２０ ℃×８ｈ空冷。軟化處理可以使硬度明顯降低，有利于第二次冷軋的進(jìn)行；采用９９５℃進(jìn)行軟化處理，可以得到更好的軟化效果，且對(duì)合金組織性能無(wú)影響；ＧＨ４１６９合金冷軋變形后，軟化處理對(duì)力學(xué)性能影響很小，而中間處理和最終固溶時(shí)效熱處理是決定力學(xué)性能的重要工序。張毅峰等對(duì)葉片鍛件用ＧＨ４１６９合金的３種熱處理工藝進(jìn)行了研究。

（１）（１０１０～１０６５）℃±１０℃×１ｈ水冷＋（７２０±５）℃×８ｈ，以５０ ℃／ｈ爐冷至（６２０±５）℃×８ｈ空冷。此制度處理后晶界和晶內(nèi)均無(wú)δ相，對(duì)提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。

（２）（９５０～９８０）℃±１０℃×２ｈ水冷＋（７２０±５）℃×８ｈ，以５０ ℃／ｈ爐冷至（６２０±５）℃×８ｈ空冷。此制度處理后有δ相，有利于消除缺口敏感性，也稱為標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。

（３）（７２０±５）℃×８ｈ，以５０℃／ｈ爐冷至（６２０±５）℃×８ｈ空冷。此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。

加入微量元素Ｐ 和Ｂ 后，ＧＨ４１６９ 合金改稱為ＧＨ４１６９Ｇ合金，承溫能力進(jìn)一步提高。合金中γ′、γ′′和δ相具有不同的形態(tài)、體積分?jǐn)?shù)、晶格常數(shù)和錯(cuò)配度。因此，合金具有不同的力學(xué)和蠕變性能，相轉(zhuǎn)變機(jī)制尚不清楚。田素貴等研究了熱處理對(duì)ＧＨ４１６９Ｇ合金相組成和分布規(guī)律的影響：（１）直接時(shí)效處理是７２０℃×８ｈ，隨后以５０℃／ｈ的冷速隨爐冷卻至６２０℃×８ｈ空冷；（２）長(zhǎng)期時(shí)效處理是直接時(shí)效后，在６８０℃×３００ｈ空冷。直接時(shí)效處理ＧＨ４１６９Ｇ合金由少量γ′相、大量γ′′相和γ 基體組成，而長(zhǎng)期時(shí)效處理ＧＨ４１６９Ｇ合金由少量γ′相、大量γ′′相和γ相及針狀δ相組成。ＧＨ７３８合金具有良好的耐腐蝕能力、較高的屈服強(qiáng)度、疲勞性能和理想的蠕變性能，廣泛用于燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)等承力部件及高溫部件。

姚志浩等研究了固溶及穩(wěn)定化處理工藝對(duì)ＧＨ７３８合金碳化物及γ′強(qiáng)化相析出規(guī)律的影響。以標(biāo)準(zhǔn)熱處理：１０２０℃×４ｈ空冷＋８４５℃×４ｈ空冷＋７６０℃×１６ｈ空冷和１０８０℃×４ｈ空冷＋８４５℃×２４ｈ空冷＋７６０℃×１６ｈ空冷為基礎(chǔ)，調(diào)整穩(wěn)定化階段保溫時(shí)間。經(jīng)過(guò)１０２０℃×４ｈ水冷固溶處理后的合金，在８４５℃下穩(wěn)定化時(shí)間延長(zhǎng)，晶界碳化物逐漸呈現(xiàn)短棒狀分布；經(jīng)１０８０℃×４ｈ水冷固溶處理后的合金，經(jīng)相同穩(wěn)定化工藝處理，晶界碳化物逐漸呈現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)分布。

３　鑄造高溫合金熱處理工藝

鑄造高溫合金分為等軸晶、定向和單晶合金３大類。在成分既定的情況下，其力學(xué)性能和工藝因素密切相關(guān)。通過(guò)熱處理工藝，可以顯著改善合金性能，提高工作可靠性。

３．１　等軸晶高溫合金Ｋ４８０合金是γ′相沉淀強(qiáng)化的鎳基鑄造高溫合金，具有良好的組織穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐熱腐蝕等綜合性能。陳昊等對(duì)Ｋ４８０的熱處理工藝進(jìn)行了研究。合金經(jīng)過(guò)１１３０℃亞固溶處理后，組織為大小兩種尺寸的γ′相；經(jīng)過(guò)１１９０ ℃、１２１０℃和１２３０℃過(guò)固溶處理后空冷，析出均勻的γ′相，并且隨著固溶溫度的升高，碳化物和共晶的含量逐漸降低。一次時(shí)效處理，固溶態(tài)γ′相平均尺寸隨時(shí)效溫度升高而增大，二次時(shí)效和全時(shí)效過(guò)程中，細(xì)小的３次γ′相又重新溶解到基體或周圍的大尺寸γ′相中。Ｋ４１６９鎳基鑄造高溫合金具有良好的中溫強(qiáng)度和較好的機(jī)加工性。

安蓓等研究了半固態(tài)等溫?zé)崽幚韺?duì)Ｋ４１６９合金組織和性能的影響。最佳熱處理工藝為加熱溫度１３１０℃×９０～１２０ｍｉｎ，或加熱溫度１３２０ ℃×４５～６０ｍｉｎ。半固態(tài)等溫?zé)崽幚韺?duì)Ｋ４１６９合金壓縮強(qiáng)度的影響與合金的組織形態(tài)有關(guān)，硬度與鑄態(tài)相比有所降低，鑄態(tài)組織中的枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐尉Я＝M織，在升溫過(guò)程中晶界處部分γ相溶解，隨著溫度的升高，γ＋γ′共晶相開(kāi)始熔化，初生γ相在等溫處理中逐漸演變?yōu)榍驙睢?/span>

３．２　定向凝固高溫合金ＤＺ１２５合金具有較高的力學(xué)性能和良好的可鑄性，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的定向凝固高壓渦輪葉片材料。佘力等對(duì)ＤＺ１２５熱處理工藝進(jìn)行了研究，采用一步工藝（１２１０℃×２ｈ空冷＋８７０℃×３２ｈ空冷）和三步工藝（１１８０℃×２ｈ空冷＋（１２３０±１０）℃×３ｈ空冷＋１１００℃×４ｈ空冷＋８７０℃×２０ｈ空冷）進(jìn)行熱處理。采用三步熱處理工藝明顯改善了顯微組織，１１８０℃預(yù)處理消除了合金中的低熔點(diǎn)相，有效地抑制了合金的初熔，提高了合金的固溶溫度。隨著固溶溫度的提高，元素枝晶偏析減輕；１１００℃高溫時(shí)效調(diào)整了細(xì)小γ′相的尺寸和形狀，使合金中溫、高溫持久壽命比一步熱處理有不同程度的提高。ＤＺ１２５Ｌ是高性能定向凝固鎳基高溫合金，主要應(yīng)用環(huán)境為推重比７～８渦轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)一級(jí)渦輪葉片。激光金屬成形組織細(xì)密，形成過(guò)飽和固溶體且抑制γ′相析出，在晶界析出點(diǎn)狀不連續(xù)ＭＣ碳化物，無(wú)法滿足高溫合金使用要求。胡小華等研究了熱處理工藝對(duì)激光金屬成形ＤＺ１２５Ｌ 高溫非平衡組織及硬度的影響。對(duì)鑄造標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，均勻化和固溶處理十分必要，但需要控制相應(yīng)時(shí)間，可以適當(dāng)縮短時(shí)效處理時(shí)間。ＤＺ４１７Ｇ是定向凝固鎳基鑄造高溫合金，具有中溫強(qiáng)度高、蠕變性能好和組織穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于制作導(dǎo)向葉片等高溫用部件。

彭志江等對(duì)ＤＺ４１７Ｇ的熱處理進(jìn)行了研究。采用１２２０℃×４ｈ空冷（固溶）＋９８０℃×１６ｈ空冷（時(shí)效）*熱處理和１６００～１６２０ ℃高溫熔體過(guò)熱處理３～５ｍｉｎ工藝，碳化物、硼化物明顯變小，在晶內(nèi)、晶界上呈彌散狀態(tài)分布，柱狀晶生長(zhǎng)狀態(tài)、枝晶間咬合好，能獲得良好的力學(xué)性能。ＤＺ６８合金是一種含錸的定向高溫合金，加入錸會(huì)在合金鑄態(tài)中引起嚴(yán)重的偏析，因此對(duì)ＤＺ６８合金熱處理工藝的研究至關(guān)重要。劉恩澤等研究了ＤＺ６８的熱處理工藝，其最佳熱處理工藝為：１２４０℃×０．５ｈ＋１２６０℃×０．５ｈ＋１２８０℃×２ｈ空冷＋１１２０ ℃×４ｈ，爐冷１ｈ至１０８０ ℃×４ｈ空冷＋９００℃×４ｈ空冷。采用該工藝處理后的ＤＺ６８合金減少了元素偏析，并且具有優(yōu)異的持久性能。

３．３　單晶高溫合金當(dāng)合金中含有難熔元素Ｒｅ、Ｗ時(shí)，由于元素Ｒｅ、Ｗ具有較低的擴(kuò)散系數(shù)，因此需要較高的固溶溫度和較長(zhǎng)的擴(kuò)散時(shí)間。*罡等對(duì)含元素Ｒｅ、Ｗ單晶合金進(jìn)行了３種不同溫度的固溶處理，固溶溫度分別為１３００℃、１３１０℃、１３２０℃。不同溫度下固溶處理，合金具有不同的蠕變壽命，其中高溫固溶處理可提高合金成分的均勻化程度，抑制ＴＣＰ相的析出。

當(dāng)固溶溫度提高到１３２０ ℃時(shí)，可使合金成分的均勻化程度提高，難溶元素得到充分溶解擴(kuò)散，降低了合金的枝晶干和枝晶間的成分偏析，并抑制了合金中ＴＣＰ相的析出，顯著提高了合金的蠕變抗力。最終確定了合金的最佳熱處理制度為：１２８０℃×４ｈ空冷＋１３２０℃×４ｈ空冷＋１０８０℃×４ｈ空冷＋８７０℃×２４ｈ空冷。

ＤＤ３鎳基單晶高溫合金現(xiàn)行的熱處理工藝特點(diǎn)是固溶溫度比較低、工序相對(duì)較少，且過(guò)程控制相對(duì)簡(jiǎn)單。韓梅等改進(jìn)了ＤＤ３合金的現(xiàn)行熱處理工藝制度，改進(jìn)的工藝為１２６５℃×４ｈ空冷＋１０６０℃×４ｈ空冷＋８７０℃×３２ｈ空冷。改進(jìn)的工藝提高了固溶處理溫度，同時(shí)加入了一級(jí)高溫時(shí)效，熱處理后合金元素分布與組織均勻性、γ′相含量得到了明顯改善。改進(jìn)后的工藝顯著提高了ＤＤ３合金在７６０～１０３８℃的蠕變性能，進(jìn)一步提高了力學(xué)性能。ＤＤ６合金具有良好的高溫性能，主要用于葉片的生產(chǎn)。喻健等研究了ＤＤ６合金熱處理后的顯微組織。ＤＤ６合金的標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度為：１２９０ ℃×１ｈ＋１３００ ℃×２ｈ＋１３１５℃×４ｈ空冷＋１１２０ ℃×４ｈ空冷＋ ８７０ ℃×３２ｈ空冷。

采取６種熱處理制度與標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，得知固溶處理后，較高的過(guò)飽和度促使γ′相在不同的冷卻速度條件下均大量析出。冷卻速度對(duì)一次γ′相尺寸和二次γ′相析出影響較大。冷卻速度較快的固溶加一次時(shí)效空冷試樣的基體通道內(nèi)有大量的二次γ′相析出。ＤＤ６單晶高溫合金８７０℃二次時(shí)效，隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)，二次γ′相逐漸溶解。單晶高溫合金中沒(méi)有晶界強(qiáng)化元素，因此再結(jié)晶區(qū)域成為性能薄弱環(huán)節(jié)。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于單晶高溫合金熱處理過(guò)程中再結(jié)晶組織演化的研究較少。曲彥平等針對(duì)ＤＤ６合金在不同條件下熱處理過(guò)程中的組織演化過(guò)程進(jìn)行了分析。采取預(yù)處理溫度分別為１１２０ ℃、１１７０ ℃、１２２０ ℃ 和１２７０℃，處理時(shí)間為２ｈ，然后進(jìn)行１３１０℃×４ｈ的固溶處理和１１２０℃ ×４ｈ的時(shí)效處理。在鑄態(tài)γ′相溶解溫度以下預(yù)處理沒(méi)有再結(jié)晶現(xiàn)象，γ′相溶解溫度以上預(yù)處理發(fā)生再結(jié)晶。預(yù)處理后的固溶處理過(guò)程中都發(fā)生明顯的再結(jié)晶現(xiàn)象，再結(jié)晶晶界細(xì)小，晶界由粗大γ′相組成。

與固溶態(tài)相比，時(shí)效處理后的再結(jié)晶深度變化不大。ＤＤ８合金是抗熱腐蝕單晶合金，國(guó)內(nèi)對(duì)ＤＤ８的熱處理工藝研究較少，張靜華等對(duì)ＤＤ８的熱處理工藝進(jìn)行了研究。ＤＤ８合金的高溫固溶熱處理在１２２０～１２６０℃之間進(jìn)行。通過(guò)不同熱處理工藝的研究得出ＤＤ８單晶合金的最佳熱處理工藝為１１００℃×８ｈ空冷＋１２４０℃×４ｈ空冷＋１０９０℃×２ｈ空冷＋８５０℃×２４ｈ空冷。ＤＤ８合金經(jīng)上述熱處理可獲得較理想的微觀組織，均勻化，樹(shù)枝晶偏析明顯改善，合金的持久強(qiáng)度提高。

４　粉末冶金高溫合金熱處理工藝

ＦＧＨ９５合金是γ′相沉淀強(qiáng)化型粉末鎳基高溫合金，具有晶粒細(xì)小、組織均勻、無(wú)宏觀偏析等優(yōu)點(diǎn)，是制造大推重比新型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)的優(yōu)選材料。在鎳基合金中γ和γ′兩相具有不同的晶格常數(shù)，使其相界面存在晶格錯(cuò)配度，從而影響合金的蠕變抗力和壽命。

謝君等研究了ＦＧＨ９５合金組織結(jié)構(gòu)對(duì)持久性能的影響，將經(jīng)不同溫度熱等靜壓制備的ＦＧＨ９５合金進(jìn)行如下*熱處理：１１５５ ℃×１ｈ（固溶處理）＋５２０℃×１５ｍｉｎ（鹽浴冷卻）＋８７０ ℃×１ｈ（一次時(shí)效）＋６５０℃×２４ｈ（二次時(shí)效）。熱處理后，粒狀碳化物沿晶界和晶內(nèi)不連續(xù)分布，且細(xì)小γ′相在基體中彌散析出。１１２０℃ ＨＩＰ合金*熱處理后具有較高的晶格錯(cuò)配度，致使合金具有較長(zhǎng)持久壽命。胡本芙等也研究了熱處理對(duì)ＦＧＨ９５合金組織和性能的影響。

相同熱處理工藝，ＨＩＰ溫度越高，時(shí)效析出的γ′相尺寸越大，不同熱處理制度均能改變?chǔ)谩涞姆植迹畸}浴冷卻明顯增大中等尺寸γ′相數(shù)量，顯著提高合金高溫塑性。ＦＧＨ９７是我國(guó)研制的與ＥＰ７４１ＮＰ 牌號(hào)相近的合金。張瑩等采取不同的熱處理工藝，對(duì)ＦＧＨ９７所需的組織性能進(jìn)行了研究。

制度Ⅰ為１２００℃×８ｈ爐冷到１１７０℃空冷＋８７０℃×３２ｈ空冷；制度Ⅱ?yàn)椋保玻埃啊妗粒矗杩绽洌?jí)時(shí)效（９１０～７００）℃×３２ｈ空冷。固溶淬火和時(shí)效溫度、保溫時(shí)間及冷卻方式直接影響該合金中γ′強(qiáng)化相、不同類型碳化物等析出相的形貌、尺寸、數(shù)量和分布。兩種制度熱處理后的試樣中γ′相和碳化物的不同匹配度，決定其各自具備良好的綜合力學(xué)性能。

ＦＧＨ９８Ⅰ 是新型第三代鎳基粉末高溫合金。由于ＦＧＨ９８Ⅰ合金的試制才剛開(kāi)始，對(duì)其熱處理工藝的研究還很不充分。吳凱等研究了固溶熱處理對(duì)ＦＧＨ９８Ⅰ合金組織與性能的影響。亞／過(guò)固溶溫度選取１１３０℃／１１９０℃，保溫時(shí)間為１ｈ，油淬至８１５ ℃保溫８ｈ后空冷進(jìn)行時(shí)效處理。

ＦＧＨ９８Ⅰ合金經(jīng)亞／過(guò)固溶處理后析出相均未發(fā)現(xiàn)ＴＣＰ相。亞固溶熱處理后晶粒稍有長(zhǎng)大，存在尺寸不同的初次、二次和三次γ′相；過(guò)固溶熱處理合金的晶粒明顯長(zhǎng)大，存在二次γ′相；前者由于晶粒較小使強(qiáng)度更高，后者因減小二次γ′相尺寸和消除初次γ′相和殘余枝晶，提高了合金的高溫塑性和持久性能。吳凱等還研究了前處理及后處理對(duì)ＦＧＨ９８Ⅰ合金組織和顯微硬度的影響。對(duì)ＦＧＨ９８Ⅰ分別進(jìn)行亞固溶前處理加過(guò)固溶和過(guò)固溶熱處理，過(guò)固溶處理前的亞固溶前處理使鍛態(tài)合金中大晶界γ′相發(fā)生部分溶解，晶粒稍有長(zhǎng)大，對(duì)過(guò)固溶熱處理冷卻γ′相析出的影響不顯著；對(duì)ＦＧＨ９８Ⅰ分別進(jìn)行過(guò)固溶和過(guò)固溶加亞固溶后處理，過(guò)固溶處理后的亞固溶處理使冷卻γ′相粗化和方形化，晶界γ′相析出密集區(qū)消失，硬度降低。隨著冷速增加，合金的硬度越高，時(shí)效后硬度增高越多。

ＦＧＨ４０９５合金是沉淀強(qiáng)化型鎳基高溫合金，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)的制造。為了得到晶粒細(xì)化、無(wú)宏觀偏析的組織，需對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。徐軼等研究了中間熱處理１０６０℃×４ｈ爐冷對(duì)ＦＧＨ４０９５組織性能的影響。中間熱處理能夠改善γ′相的形狀及分布；經(jīng)中間處理，材料高溫拉伸性能明顯提高，屈服強(qiáng)度從１１５０ＭＰａ提高到１２１０ＭＰａ，拉伸強(qiáng)度從１２３０ＭＰａ提高到１４６０ＭＰａ；中等尺寸γ′相數(shù)量增加，晶界得到優(yōu)化，合金高溫塑性得到提高。

５　高溫合金熱處理工藝發(fā)展趨勢(shì)

高溫合金在嚴(yán)格控制的加熱和冷卻條件下進(jìn)行熱處理，通過(guò)改變材料內(nèi)部的顯微組織來(lái)達(dá)到所要求的使用性能或服役壽命。隨著新高溫合金材料的應(yīng)用以及使用過(guò)程中對(duì)合金性能提出的高要求，熱處理工藝是必的過(guò)程。近年來(lái)高溫合金熱處理工藝不斷發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)如下：

（１）熱處理制度連同合金成分設(shè)計(jì)和其它工藝一起，使高溫合金達(dá)到性能狀態(tài)，以便達(dá)到最佳性能匹配。

（２）計(jì)算機(jī)模擬與熱處理工藝相結(jié)合，對(duì)合金的變形量及熱處理進(jìn)行深入的研究。研究熱處理工藝過(guò)程控制系統(tǒng)，在重視設(shè)備更新的同時(shí)實(shí)現(xiàn)工藝的創(chuàng)新，設(shè)備與工藝并行發(fā)展。

（３）服役和熱處理過(guò)程中合金各析出相之間的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系及相變機(jī)制并不十分清楚，需要深入研究。

（４）深入研究高溫合金的適宜的淬火介質(zhì)，改進(jìn)淬火工藝，將是今后熱處理工藝的研究重點(diǎn)。

（５）真空熱處理技術(shù)具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳和小畸變的*性，在航空航天等行業(yè)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

（６）等離子表面處理具有耐磨損、畸變小、外觀好和無(wú)盲區(qū)等特點(diǎn)，將在高溫合金中得到廣泛應(yīng)用，包括離子滲氮、離子氮碳共滲、離子滲碳等技術(shù)。