专利名称：一种高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法
技术领域：
本发明涉及高温合金中相的定性检测方法，特别提供了一种高Nb铁镍基高温合金中区别高温合金中Laves相和碳化物的分析方法。
背景技术：
Nb是高温合金中常见的强化元素。在GH4169(国外称IN718)、GH907、Thermo_Span 等铁镍基高温合金中Nb的加入量(wt. %)都在39Γ6%间，这使得合金在中低温范围内具有优异的综合力学性能。在凝固过程中，这些合金中Nb偏析强烈，枝晶间容易形成大量富Nb 的块状Laves相和NbC等碳化物。大块的Laves相硬而脆，它的存在会导致材料的冲击性能和塑性的急剧降低，在合金锭开坯过程中易引发开裂，并成为裂纹源影响材料的其他力学性能。航空锻件检验标准规定了 GH4169锻件中不允许存在Laves相，但并没有相应的关于Laves相的快速检验方法。以往的检验工作，多从成分上区别Laves相与NbC相，这需要到有条件的研究机构通过扫描电镜或电子探针区别，这极大的影响了检验周期。因此发明一种实用快速的Laves相与NbC碳化物相的区别方法就显得尤其重要。

发明内容
本发明的目的在于提供一种适合在工厂简单实验条件下开展的实用快速的Laves相和碳化物相的区别方法。本发明提供一种高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其特征在于具体的步骤如下，
A)将高Nb铁镍基高温合金试样经研磨、抛光后，使抛光面外露，然后置于热处理炉中， 炉温控制在35(T600°C，静置10 200分钟，空冷。B)利用金相显微镜观察A)处理后的高Nb铁镍基高温合金试样，即可。其中，呈较粗糙的棕色或褐色的为Laves相，而表面具有金属光泽，周围有一层包覆层的为碳化物相。若所述的高Nb铁镍基高温合金试样为铸态或早期均勻化阶段的试样时，在A)处理阶段中炉温控制在45(T550°C，静置时间为2(Γ90分钟。若所述的高Nb铁镍基高温合金试样为变形态试样时，在Α)处理阶段前，将试样在 102(Γ1100 保温0. 5 2h，空冷或水冷，以便固溶变形过程中析出的d相。本发明提供的高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，根据 Laves相和碳化物相元素含量的不同，在氧化气氛中暴露，形成厚度不同的薄膜，在入射光照射下，产生不同的干涉效果，因而能在光学显微镜下呈现出不同的色彩。根据合金抗氧化性的不同，处理温度和时间不同，以避免氧化膜过厚影响反光效果。处理温度高时，时间可相应减少；处理温度低时，时间可相应延长，以保证析出相表面的氧化膜厚度适中。使用本发明提供的Laves相和碳化物相的区别方法时，在金相显微镜观察到的效果，如图1所示，Laves相呈棕黄色(低温短时)或红褐色(高温长时)，而碳化物相表面出现类似油膜状光泽，且该相周围常出现类似包覆层状的特点。
本发明提供的高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其优点在于仅通过普通金相显微镜即可对析出相的鉴别，便于工厂实际操作，简单实用，成本低廉。


图1为GH4169G合金在500°C热染40min后的染色情况示意图； 图2为GH4169铸态合金在500°C暴露60min后的金相组织图3为GH4169铸态合金常规腐蚀态的金相组织图4为GH4169G铸态合金在520°C暴露60min后的金相组织图5为GH4169G铸态合金常规腐蚀态的金相组织图6为Therm0-Span合金铸态试样在450°C暴露80min后的金相组织图7为Therm0-Span合金铸态试样常规腐蚀态的金相组织图8为GH4169G合金在500°C热染20min后的金相组织图9为GH4169G合金常规腐蚀态的金相组织图。
具体实施例方式实施例1
将GH4169铸态合金试样经研磨、抛光后，将抛光的试样表面暴露于500°C炉温的箱式电阻炉保温lh，空冷，保证抛光的试样表面不被污染。待试样冷却后，直接在金相显微镜下观察。试样500°C处理Ih后的组织如图2所示。可见，经过500°C热染Ih后，试样中的 Laves相已变成红褐色，而碳化物呈现一定的光泽，周围有包覆膜。对比例1
将GH4169铸态合金试样经研磨、抛光后，用酒精将试样表面冲洗干净，并吹干，然后采用高温合金中常见的腐蚀方法直接腐蚀，其组织如图3所示。实施例2
将GH4169G合金铸态试样经研磨、抛光后，抛光的试样表面暴露于520°C炉温的箱式电阻炉保温60min，待试样冷却后直接在金相显微镜下观察。试样520°C处理60min后的组织如图4所示，可见，经过520°C热染60min后，试样中的Laves相已变成褐色，而碳化物呈现一定的光泽。对比例2
将GH4169G合金铸态试样经研磨、抛光后，用酒精将试样表面冲洗干净，并吹干。当选择采用高温合金中常见的腐蚀方法直接腐蚀时，其组织如图5所示。实施例3
将Therm0-Span铸态合金试样在1120°C均勻化20h的试样经过经研磨、抛光后，将抛光的试样表面暴露于450°C炉温的箱式电阻炉保温80min，待试样冷却后直接在金相显微镜下观察。试样450°C处理80min后的组织如图6所示，可见，经过450°C热染80min后，试样中的Laves相已变成红褐色，而碳化物呈现一定的光泽。对比例3
将Therm0-Span铸态合金试样在1120°C均勻化20h的试样经过经研磨、抛光后，用酒精将试样表面冲洗干净，并吹干。当选择采用高温合金中常见的腐蚀方法直接腐蚀时，其组织如图7所示。实施例4
自GH4169G合金棒材心部切取试样，将试样在1030°C保温lh，空冷，以便其在固溶变形过程中析出d相。将试样经研磨、抛光后，使抛光面外露，置于热处理炉中，炉温控制在 500°C，静置20分钟，试样冷却后再直接在
金相显微镜下观察的组织，如图8所示，可见，此时合金内部存在大量有光泽的碳化物粒子，但在个别位置存在聚堆的褐色相，这些相即为未溶解的Laves相；而具有较亮光泽的相为碳化物相。对比例4
自GH4169G合金棒材心部切取试样，将试样在1030°C保温lh，空冷，以便其在固溶变形过程中析出d相。将试样经研磨、抛光后，用酒精清洗干净并吹干，当选择采用高温合金中常见的腐蚀方法直接腐蚀时，其组织如图9所示。
权利要求
1.一种高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其特征在于具体的步骤如下，A)将高Nb铁镍基高温合金试样经研磨、抛光后，使抛光面外露，然后置于热处理炉中， 炉温控制在35(T600°C，静置10 200分钟，空冷；B)利用金相显微镜观察A)处理后的高Nb铁镍基高温合金试样，即可。
2.按照权利要求1所述的高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其特征在于所述的高Nb铁镍基高温合金试样为铸态或早期均勻化阶段的试样时，在A)处理阶段中炉温控制在45(T550°C，静置时间为2(Γ90分钟。
3.按照权利要求1所述的高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其特征在于所述的高Nb铁镍基高温合金试样为变形态试样时，在A)处理阶段前，将试样在 102(Tll00°C保温0. 5 2h，空冷或水冷。
全文摘要
一种高Nb铁镍基高温合金中Laves相和碳化物相的区别方法，其特征在于具体的步骤如下，A)将高Nb铁镍基高温合金试样经研磨、抛光后，使抛光面外露，然后置于热处理炉中，炉温控制在350~600℃，静置10~200分钟，空冷；B)利用金相显微镜观察A)处理后的高Nb铁镍基高温合金试样，即可，本方法仅通过普通金相显微镜即可对析出相的鉴别，便于工厂实际操作，简单实用，成本低廉。
文档编号G01N1/44GK102486460SQ20101056732
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者于连旭, 信昕, 刘芳, 孙文儒, 张伟红, 祁峰, 胡壮麒, 贾丹, 郭守仁 申请人:中国科学院金属研究所