第36卷第1期 北京科技大学学报 Vol.36 No.1 2014年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2014 GH720Li合金y+Y'两相区再结晶行为 李强，张麦仓区，郑磊，姚志浩，董建新 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:mezhang@usth.edu.cn 摘要利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段分析了GH720L山合金在两相区热压缩后的变形空冷态及退火态组织特 征，探讨了该合金的静态再结晶机制.发现GH720Li合金在1100℃热变形及其后的空冷过程中主要发生回复现象，仅有少数 再结晶晶粒可通过亚晶合并和亚晶长大的方式形核并长大：大量y相的限制使再结晶过程只能局限于单个或几个晶粒内.经 不同时间退火后，再结晶可开动应变诱导晶界迁移及多个晶粒交界处的位错塞积区形核等机制，但一次γ相的存在抑制了合 金的整体再结晶进程.在基体变形及再结晶过程进行的同时，合金中一次γ相也能够参与变形过程并发生一定程度的回复及 再结晶现象 关键词高温合金：镍合金；显微结构：再结晶：回复 分类号TG146.15 Recrystallization behavior of GH720Li alloy in the y+y bi-model phase region LI Qiang,ZHANG Mai-eang,ZHENG Lei,YAO Zhi-hao,DONG Jian-xin School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:mezhang@ustb.edu.cn ABSTRACT The microstructure characteristics and recrystallization mechanism of GH720Li alloy deformed in the bi-model phase re- gion and then air cooled or annealed were investigated by metalloscopy,scanning electron microscopy and transmission electron micros- copy.It is found that the main softening mechanism after hot deformation at 1100C and air cooling is recovery and recrystallization oc- curs only in a limited portion of grains with the subgrain growth and merging mechanism due to a great content of gamma prime phase in the alloy.During the annealing process,the nucleation of static recrystallization may occur in dislocation pile-up areas located at the juncture of several grains or by strain-induced boundary migration (SIBM)but the whole recrystallizing process is restrained by the retained percentage of primary gamma prime phase.It must be pointed that the retained primary gamma prime phase in GH720Li can also be somewhat deformed during hot working and then also softened to some extent by recovery and recrystallization during the annealing process KEY WORDS superalloys;nickel alloys:microstructure:recrystallization:recovery GH720Li是一种高强度、耐腐蚀、沉淀强化型镍 际生产中需在含有大量共格γ相的两相区进行变 基高温合金，具有优异的高温综合性能，主要用于航 形，其再结晶机制具有一定的特殊性。目前，国内外 空发动机的热端部件（如涡轮盘及后几级压气机 有关GH720Li热加工及再结晶行为的研究中， 盘)和航天火箭发动机的高温部件.与其他镍基高 Boz2olo等日分析了合金变形过程中再结晶行为对 温合金相比，该合金的突出特点是Al+Ti总量达到 晶界结构的影响，Monajati认为合金在1125℃以 7.5%的同时含碳量极低，使基体中主要强化相y 上变形时，再结晶为主要的软化机制，Thebault等因 (Ni,（Al,Ti))的体积分数最大可达40%~50%，析 则通过有限元模型模拟了GH720Li合金的再结晶 出温度则高达1160℃左右习.由于自身y相析出 行为，但对于合金再结晶机理的具体阐述尚未见报 温度较高，且作为涡轮盘材料需具有均匀细晶组织 道.本文以国产GH720Li合金为对象，利用扫描电 以提供高抗拉强度及疲劳寿命，GH720Li合金在实 镜及透射电镜等微观分析手段，研究了GH720Li合 收稿日期：2012一12-12 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.01.012:http://journals.ustb.edu.en第 36 卷 第 1 期 2014 年 1 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 1 Jan． 2014 GH720Li 合金 γ + γ'两相区再结晶行为 李 强，张麦仓，郑 磊，姚志浩，董建新 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: mczhang@ ustb． edu． cn 摘 要 利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段分析了 GH720Li 合金在两相区热压缩后的变形空冷态及退火态组织特 征，探讨了该合金的静态再结晶机制． 发现 GH720Li 合金在 1100 ℃热变形及其后的空冷过程中主要发生回复现象，仅有少数 再结晶晶粒可通过亚晶合并和亚晶长大的方式形核并长大; 大量 γ'相的限制使再结晶过程只能局限于单个或几个晶粒内． 经 不同时间退火后，再结晶可开动应变诱导晶界迁移及多个晶粒交界处的位错塞积区形核等机制，但一次 γ'相的存在抑制了合 金的整体再结晶进程． 在基体变形及再结晶过程进行的同时，合金中一次 γ'相也能够参与变形过程并发生一定程度的回复及 再结晶现象． 关键词 高温合金; 镍合金; 显微结构; 再结晶; 回复 分类号 TG146. 1 + 5 Ｒecrystallization behavior of GH720Li alloy in the γ + γ' bi-model phase region LI Qiang，ZHANG Mai-cang ，ZHENG Lei，YAO Zhi-hao，DONG Jian-xin School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: mczhang@ ustb． edu． cn ABSTＲACT The microstructure characteristics and recrystallization mechanism of GH720Li alloy deformed in the bi-model phase re￾gion and then air cooled or annealed were investigated by metalloscopy，scanning electron microscopy and transmission electron micros￾copy． It is found that the main softening mechanism after hot deformation at 1100 ℃ and air cooling is recovery and recrystallization oc￾curs only in a limited portion of grains with the subgrain growth and merging mechanism due to a great content of gamma prime phase in the alloy． During the annealing process，the nucleation of static recrystallization may occur in dislocation pile-up areas located at the juncture of several grains or by strain-induced boundary migration ( SIBM) but the whole recrystallizing process is restrained by the retained percentage of primary gamma prime phase． It must be pointed that the retained primary gamma prime phase in GH720Li can also be somewhat deformed during hot working and then also softened to some extent by recovery and recrystallization during the annealing process． KEY WOＲDS superalloys; nickel alloys; microstructure; recrystallization; recovery 收稿日期: 2012--12--12 DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 01． 012; http: / /journals． ustb． edu． cn GH720Li 是一种高强度、耐腐蚀、沉淀强化型镍 基高温合金，具有优异的高温综合性能，主要用于航 空发动机的热端部件( 如涡轮盘及后几级压气机 盘) 和航天火箭发动机的高温部件． 与其他镍基高 温合金相比，该合金的突出特点是 Al + Ti 总量达到 7. 5% 的同时含碳量极低，使基体中主要强化相 γ' ( Ni3 ( Al，Ti) ) 的体积分数最大可达 40% ～ 50% ，析 出温度则高达 1160 ℃左右［1--3］． 由于自身 γ'相析出 温度较高，且作为涡轮盘材料需具有均匀细晶组织 以提供高抗拉强度及疲劳寿命，GH720Li 合金在实 际生产中需在含有大量共格 γ'相的两相区进行变 形，其再结晶机制具有一定的特殊性． 目前，国内外 有关 GH720Li 热加工及再结晶行为的研究中， Bozzolo 等［4］分析了合金变形过程中再结晶行为对 晶界结构的影响，Monajati ［5］认为合金在 1125 ℃ 以 上变形时，再结晶为主要的软化机制，Thébault 等［6］ 则通过有限元模型模拟了 GH720Li 合金的再结晶 行为，但对于合金再结晶机理的具体阐述尚未见报 道． 本文以国产 GH720Li 合金为对象，利用扫描电 镜及透射电镜等微观分析手段，研究了 GH720Li 合