GH4169合金在-253~700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的,并具有良好的耐辐射、耐氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造形状复杂的零部件
该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感,掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能的相互关系,可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程,就能获得可满足不同强度级别和使用要求的零件。机匣等零部件长期使用。
高温合金GH4169是航空发动机机匣部件的主要金属材料,具有耐高温、抗氧化等优点。在制造和服役过程中,GH4169内部组织分布的不均匀会导致环件在加工过程中出现变形,或者机匣在使用过程中出现变形,严重影响航空发动机的安全使用。采用无损检测与金相检测相结合的方法对GH4169构件的微观组织结构进行监测可有效保障制造质量和适用安全。
在不同固溶温度(900~1150 ℃)下对GH4169试样进行固溶处理。采用脉冲回波法对试样进行纵波超声检测,探头频率为10 MHz,用一次底波、二次底波的峰值、时间差和试样厚度计算衰减系数、声速,对截取的背散射信号(截取位置为一次底波和二次底波之间,如图1所示)进行经验模态分解,取分解后生成的固有模态函数,计算平均功率w;和波形维数FsHA,计算公式如式(1)所示。
式中:n为信号长度;ḭ为IMF的阶数;ui(t)为第i阶IMF信号;t为采样点序号。
利用Ritec RAM-5000-SNAP非线性超声测试系统,采用纵波共线谐波法测量并计算非线性系数,发射和接收探头的中心频率分别为2.5,5 MHz。非线性系数计算公式如式(3)所示。
式中:x为传播距离;A。,A₂分别为基波幅值,二次谐波幅值;k为波数,近似认为x和k为定值,采用相对非线性系数β'代替β,即β'=A₂/A2。
对试样进行金相检验,采用显微镜观察试样微观组织形貌,并运用图像分析软件进行晶粒大小及形状的测量,分别计算平均晶粒直径(晶粒尺寸)和平均晶粒纵横比(晶粒形状)。