تطوير تكنولوجيا المعالجة الحرارية للسبائك

المعالجة الحرارية للسبائك ذات درجة الحرارة العالية القائمة على النيكل، تشير إلى منتجات السبائك ذات درجة الحرارة العالية القائمة على النيكل في حالة الصب، واستخدام طريقة التسخين والعزل والتبريد، من أجل تحقيق البنية المجهرية المتوقعة و الخواص الميكانيكية لفئة من تكنولوجيا المعالجة الحرارية للمواد المعدنية. ومن الأهمية الإيجابية دراسة تأثير المعالجة الحرارية على البنية المجهرية للسبائك من أجل استكشاف آلية المعالجة الحرارية الجيدة لتحسين خواص درجات الحرارة المرتفعة للسبائك. من بينها، معالجة المحاليل الصلبة ومعالجة الشيخوخة هي عمليات المعالجة الحرارية الرئيسية. تشير معالجة المحلول الصلب إلى عملية المعالجة الحرارية التي يتم فيها إذابة الطور الزائد في البنية المجهرية للسبيكة بالكامل في مرحلة المصفوفة ثم تبريدها بسرعة للحصول على محلول صلب مفرط التشبع. يمكن أن تعمل معالجة المحلول الصلب على تقوية المحلول الصلب وتحسين مقاومة التآكل للمصفوفة، وفي الوقت نفسه يمكن أن تقضي على الضغوط المتبقية في صب المصفوفة، بشكل عام كمعالجة حرارية تحضيرية، للتحضير اللاحق ومعالجة الشيخوخة اللاحقة. يشير علاج الشيخوخة إلى الفاصل الزمني لدرجة الحرارة في ترسيب تسخين مرحلة التسليح والحفاظ عليه لفترة من الوقت، بحيث تترسب مرحلة التسليح للسبائك ذات درجة الحرارة العالية بشكل موحد، وبالتالي تحسين قوة المسبوكات. في السنوات الأخيرة، أجرى الباحثون المحليون أيضًا دراسات أكثر شمولاً ومتعمقة حول عملية المعالجة الحرارية لسبائك الصب القائمة على النيكل. اكتشف يانغ هيانغ، في دراسته للمركبات الجديدة ذات الهيكل الواحد ذات درجة الحرارة العالية والمعتمدة على النيكل والتي تحتوي على معادن أرضية نادرة، تأثير طرق المعالجة الحرارية المختلفة على هيكلها وخصائصها، وذلك باستخدام التحليل الحراري التفاضلي لتحديد خط الطور الصلب للمادة المركبة و خط الطور السائل لدرجة الحرارة، باستخدام طريقة الاختبار المعدني لتحديد درجة حرارة الانصهار الأولية للمادة المركبة، وأخيرًا صياغة طرق تكنولوجيا المعالجة الحرارية للمادة المركبة. مات وآخرون. درست بدقة تأثير طرق المعالجة الحرارية المختلفة على الخواص الميكانيكية وهيكل سبيكة GH4169، وأظهرت النتائج أنه عندما تكون درجة حرارة معالجة المحلول الصلب منخفضة جدًا، سيتم ذوبان الطور المعدني بالكامل وينتج الهيكل الموجود مع المرحلة ذات الشكل غير المتساوي، والتي يمكن أن تمنع نمو الحبوب المعدنية، وبالتالي زيادة اللدونة والصلابة للسبائك، ويمكن زيادة اللدونة والصلابة للسبائك في حالة انخفاض درجة الحرارة المحيطة لفترة طويلة ووقت الشيخوخة أطول. يمكن زيادة عدد ′ في حالة درجات الحرارة المحيطة الأطول وأوقات التعمير الأطول، بحيث تزيد صلابة السبيكة ولكن تقل اللدونة. وانغ شوسين وآخرون. أجرت اختبارات الخواص الميكانيكية على سبائك GH4169G المصبوبة بشكل متساوي الحرارة بعد العمل الساخن والزحف المختلفين، وأظهرت النتائج أن الطور δ في السبائك أظهر بشكل عام شكلًا جسيمًا أو يشبه الإبرة بعد العمل الساخن عن طريق التعتيق المباشر والمحلول الصلب الأولي والتعمير الثانوي طُرق. يقلل التقادم المباشر من تركيز إجهاد السبيكة ويؤخر تكوين الشقوق وتوسيعها، في حين أن المعالجة الحرارية القياسية تقلل بشكل كبير من صلابة روابط حدود حبيبات الأوستينيت، وبالتالي تعزز تكوين وتوسيع الشقوق في حدود حبيبات الأوستينيت. تم اعتبار سبيكة Inconel718 القائمة على النيكل كموضوع بحث رئيسي بواسطة Dou Xuezheng et al. تمت دراسة العلاقات المتبادلة بين التركيب الدقيق والخواص الميكانيكية الحرارية ومقاومة التآكل للسبائك تحت المعالجات الحرارية المختلفة وأنظمة المعالجة بعمق، وأظهرت النتائج أنه إلى جانب زيادة درجة حرارة المحلول الصلب، تم إذابة الطور δ للسبيكة بشكل أكبر، وتم ذوبان الطور δ بدرجة كافية عند زيادة درجة حرارة المحلول الصلب من درجة حرارة الغرفة إلى 1020 درجة. بالإضافة إلى ذلك، فإن مقاومة الأكسدة للمحلول الصلب المعالج بسبيكة Inconel 718 أفضل قليلاً من مقاومة المحلول الصلب + مادة السبائك المعالجة بالشيخوخة [4]. تشو يونغ وآخرون. اتخذ إنتاج سبيكة أساسها النيكل لصمام العادم لمحرك الاحتراق الداخلي هدفًا رئيسيًا للبحث العلمي، واستكشف دور ديناميكيات درجة الحرارة الداخلية للسبيكة في ثلاثة أنظمة معالجة حرارية مختلفة (T1: 850 درجة × 4 h, AC.+730 درجة × 4 h, AC.; T2: 704 درجة × 24 h, AC.; T3: 760 درجة × 16 h, AC.). تظهر النتائج التجريبية أن: السبيكة تحت نظام T1 هي الأقوى والأصعب، حتى 347 HV10؛ تتجاوز نسب قوة الشد للسبائك في درجة حرارة الغرفة تحت نظامي T1 وT3 1 200 ميجا باسكال؛ تعتبر نسبة الليونة في ظل نظام T2 هي الأفضل، أكثر من ثلث الإجمالي، وهي مناسبة بشكل خاص لبيئات العمل ذات المتطلبات العالية للدونة [5]. بعد استكشاف تأثير وقت المعالجة للمحلول الصلب على توزيع عناصر Re وRu ومورفولوجيتها الدقيقة في السبائك عالية الحديد القائمة على النيكل، توصل Feng Yueh-enthalpy et al. خلص إلى أنه نظرًا للتأثير الواضح لوقت معالجة تقوية المحلول الصلب على توزيع عناصر Re وRu، عندما يكون وقت تقوية المحلول الصلب أقل من ساعة واحدة، يتم فصل مكونات Re وRu بشكل واضح؛ عندما يصل وقت تقوية المحلول الصلب إلى 20 ساعة، يتم تحسين الفصل بين العنصرين بشكل واضح. قوييوان وآخرون. درست تأثير المعالجة بالمحلول الصلب على التركيبة الكونية المصغرة ودرجة الفصل لسبيكة مصبوبة ذات درجة حرارة عالية أحادية البلورة تعتمد على النيكل، ووجدت أن السبيكة لديها فصل كبير في التنظيم المصبوب، ومن خلال تحسين يمكن لنظام المعالجة الحرارية لتحسين درجة حرارة المحلول الصلب أن يقلل بشكل فعال من فصل مكونات السبائك.