電磁攪拌對GH3030高溫合金鑄態(tài)組織的影響

　　高溫合金是隨著航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的需要而發(fā)展起來的一種重要金屬材料，能夠在600～1100℃的高溫氧化氣氛和燃?xì)飧g條件下長時(shí)問承受較大的工作載荷，主要用于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的熱端部件。高溫合金GH303O屬于我國較早進(jìn)行生產(chǎn)的幾種變形高溫合金之一，由于其具有較高的工作溫度及較強(qiáng)的抗熱腐蝕性，應(yīng)用范圍廣泛，但實(shí)際生產(chǎn)中很容易出現(xiàn)元素偏析、縮松、縮孔等問題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)率。

　　電磁攪拌可有效地改善合金鑄坯質(zhì)量及凝固組織，在材料制備、鋼鐵及輕金屬冶金方面得到廣泛的應(yīng)用，尤其在連鑄生產(chǎn)中，電磁攪拌已經(jīng)成為不可或缺的重要手段之一。關(guān)于電磁攪拌對高溫合金凝固組織的影響，雖然已經(jīng)有不少探索，但仍需要進(jìn)行深入研究?？蒲腥藛T通過在高溫合金GH3030凝固過程中施加線性電磁攪拌，研究了電磁攪拌對高溫合金凝固組織及凝固過程中溶質(zhì)分布的影響，以期對高溫合金的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有益的探索。

　　試驗(yàn)材料為高溫合金GH3030，其成分見表1。試驗(yàn)時(shí)，將合金置于氧化鎂坩堝中，使用高頻電源進(jìn)行感應(yīng)熔化，當(dāng)金屬液溫度達(dá)到1500℃時(shí)，將坩堝迅速放置于線性電磁攪拌器一側(cè)，同時(shí)開動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行水平方向的線性電磁攪拌，電磁攪拌頻率為5Hz，電流為350A，直至合金完全凝固后停止攪拌；相同條件下進(jìn)行無電磁攪拌試驗(yàn)，分別得到Φ50mm×100mm的鑄坯。截取鑄坯橫截面及小樣，通過對標(biāo)準(zhǔn)金相試樣研磨、拋光、浸蝕制得金相試樣。采用LeicaDMI5000光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相組織觀察，利用EDX能譜分析對試樣中的Cr含量進(jìn)行分析。

　　表1 變形高溫合金GH3030的化學(xué)成分

　　21.45

　　0.08

　　0.10

　　0.06

　　0.10

　　0.25

　　余量

　　試驗(yàn)結(jié)果如下：

　　(1)電磁攪拌可有效地細(xì)化高溫合金GH3030的凝固組織。施加電磁攪拌后，高溫合金鑄坯的發(fā)達(dá)枝晶被打碎，晶粒尺寸明顯變小，凝固組織得到細(xì)化。

　　(2)施加電磁攪拌后，雖然鑄坯中Cr的宏觀偏析仍然存在，但程度明顯減輕。

　　(3)未施加電磁攪拌時(shí)Cr的微觀偏析比較嚴(yán)重，施加電磁攪拌后Cr在合金中的分布得到改善，微觀偏析程度明顯減輕。