Cách các quy trình xử lý nhiệt khác nhau (ủ, xử lý dung dịch, lão hóa) điều chỉnh độ cứng của hợp kim gốc niken-
1. Ủ: Làm mềm hợp kim để giảm độ cứng
Nguyên tắc cơ bản
Ảnh hưởng đến độ cứng
Đối với các hợp kim dựa trên niken - được gia công nguội - (ví dụ: tấm Inconel 625 cán nguội -), quá trình ủ giúp loại bỏ quá trình cứng hóa gia công bằng cách xóa các tích lũy sai lệch, dẫn đến giảm độ cứng đáng kể và tăng độ dẻo.
Đối với hợp kim dựa trên niken - đúc, quá trình ủ làm giảm độ cứng do sự phân tách đuôi gai và ứng suất dư, làm cho hợp kim dễ gia công hơn.
Ví dụ: Inconel 718 được gia công nguội - có độ cứng khoảng 320 HB. Sau khi ủ ở 980∘C trong 1 giờ, sau đó làm nguội lò, độ cứng của nó giảm xuống khoảng 190 HB.
2. Xử lý giải pháp: Đồng nhất ma trận để thiết lập đường cơ sở độ cứng
Nguyên tắc cơ bản
Ảnh hưởng đến độ cứng
So với trạng thái làm việc - đúc hoặc nguội -, việc xử lý bằng dung dịch làm giảm độ cứng bằng cách hòa tan các pha thứ cấp thô, giòn và đồng nhất hóa nền. Ví dụ: do - đúc Inconel 718 có độ cứng ~250 HB và sau khi xử lý bằng dung dịch ở 1065∘C trong 1 giờ và làm nguội bằng nước, độ cứng giảm xuống ~210 HB.
So với trạng thái ủ, hợp kim được xử lý bằng dung dịch - có độ cứng cao hơn một chút vì dung dịch rắn siêu bão hòa có mức độ biến dạng mạng cao hơn so với ma trận cân bằng được hình thành do làm nguội chậm trong quá trình ủ.
Chỉ riêng việc xử lý dung dịch không thể tối đa hóa độ cứng của hợp kim dựa trên niken - có thể kết tủa - có thể làm cứng được; nó chỉ chuẩn bị cấu trúc vi mô cho việc tăng cường tiếp theo.
3. Điều trị lão hóa: Thúc đẩy các giai đoạn tăng cường để tối đa hóa độ cứng
Nguyên tắc cơ bản
Ảnh hưởng đến độ cứng
Đối với dung dịch Inconel 718 được xử lý -, sau quá trình lão hóa ở giai đoạn - kép (720∘C trong 8 giờ, làm nguội lò đến 620∘C trong 8 giờ, sau đó làm mát bằng không khí), độ cứng của nó tăng mạnh từ ~210 HB lên360–400 HB.
Sự thay đổi độ cứng trong quá trình lão hóa theo một xu hướng điển hình: nó tăng nhanh ở giai đoạn đầu (khi kết tủa tạo mầm và phát triển đến kích thước tới hạn), đạt đến đỉnh điểm khi các kết tủa mịn và phân bố đồng đều, sau đó giảm (quá mức) khi kết tủa trở nên thô hơn và mất khả năng ghim - bị lệch vị trí của chúng.
Đối với các hợp kim dựa trên niken - không có kết tủa - có thể làm cứng được (ví dụ: Inconel 600, hợp kim được tăng cường bằng dung dịch rắn -), quá trình lão hóa ít ảnh hưởng đến độ cứng vì không có giai đoạn tăng cường nào để kết tủa; độ cứng của nó chủ yếu phụ thuộc vào việc xử lý dung dịch và gia công nguội.
4. Tác dụng hiệp đồng của các quá trình kết hợp
Giải pháp xử lý + Lão hóa: Sự kết hợp phổ biến nhất cho các hợp kim dựa trên niken cứng - kết tủa -, có thể đạt được độ cứng và độ bền cao nhất trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai chấp nhận được.
Ủ + Gia công nguội + Xử lý dung dịch: Dùng để điều chỉnh kích thước hạt của hợp kim; độ cứng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh mức độ gia công nguội trước khi xử lý dung dịch.
