·1612 工程科学学报，第37卷，第12期 更加规则：二次与三次Y相完全回溶，并在随后析出 影响更强烈 新的球状二次y相，其尺寸约为40m,均匀分布于 球形二次Y相在长期时效过程中，颗粒发生粗化 基体. 现象，尺寸逐渐增大，如图6所示.100h时效后，可见 2.2时效过程中的组织演变 明显的大颗粒相长大及小颗粒相缩小的现象，符合 2.2.1720℃时效过程中的组织演变 Ostwald熟化理论.说明更高温度下，二次y相更易发 图3为720℃时效过程中的Y相微观组织形貌 生Ostwald熟化.这与Helm和Keefe等oU进行的 长期时效过程中，晶界处一次Y相其形状和尺寸分布 760和845℃长期时效中，得到的二次y相颗粒发生 基本无变化.由此可知，一次y相在长期时效过程中 粗化且温度越高，发生明显粗化所需的时间越短的结 稳定，对晶界起着稳定的钉扎作用. 果相一致 新析出的球形二次Y相在随后的长期时效过程 2.3时效过程中硬度的变化规律 中，随着时效时间增加，二次y相尺寸逐渐增大，同时 由前文显微组织观察可知，一次Y相组织较为稳 数量呈现递减趋势，y相之间距离增大，如图4所示 定，从而一次y相对基体贡献的强度基本不变并且晶 二次y'相呈现粗化现象.200h之前，晶粒中弥散均匀 界受到一次Y相的定扎作用，晶粒未发生长大现象， 分布着大量的球状二次y相.500h后，新析出的y相 硬度变化不受晶粒长大影响.Zhou等☒在对650℃及 呈现不均匀长大，其出现两种尺寸分布状态.尤其在 700℃长期时效时y相的变化分析中指出，700℃以下 1000h以后，粗化现象的趋势明显，符合Ostwald熟化 三次y“相颗粒已经全部溶解消失，且温度越高其完全 理论.小y相颗粒溶解，尺寸逐渐缩小致消失；大y相 溶解所需时间越短.本实验在720℃和800℃时效后 颗粒逐渐长大.颗粒总数减少且颗粒平均尺寸增加. 组织均未观察到三次y相，强度值不存在三次y相颗 另外，长期时效过程中，球形二次y相不断长大，但并 粒的贡献.因此硬度的变化主要为二次γ相的变化导 没有向立方形转化的趋势. 致.经硬度测量可得到长期时效过程中合金平均硬度 2.2.2800℃时效过程中的组织演变 随时效时间延长的变化规律，如图7所示. 图5为800℃时效过程中y相的组织形貌.长期 由图可知，平均硬度都随着时效时间的增加而下 时效过程中，200h前，晶界处一次y相的尺寸和形状 降.其原因有两方面：一方面主要是均匀球形小的二 分布基本无变化，保持稳定.500h时，一次Y相发生 次γ相在长期时效过程中，颗粒发生粗化现象，且无 粗化，而720℃时效下5000h时y相仍未发生粗化. 补充析出，阻碍位错运动的y相数目减少.另一方面 这说明合金在800℃时的组织稳定性与720℃时相比 是随着颗粒尺寸的增加，颗粒之间的距离增大，阻碍位 较差.可见，温度对y相组织的影响相比时效时间的 错运动的能力减弱，因此硬度下降.500h前硬度下降 a m 图3720℃经不同时间时效后一次y强化相的演变规律.(a)30h:(b)100h:(c)1000h:(d)2000h:(e)4000h:(05000h Fig.3 Variation of the primary y'phase in GH720Li alloy aged at 720 C for different time:(a)30h:(b)100h:(c)1000h:(d)2000h:(e)4000 h:(05000h工程科学学报，第 37 卷，第 12 期 更加规则; 二次与三次 γ'相完全回溶，并在随后析出 新的球状二次 γ'相，其尺寸约为 40 nm，均匀分布于 基体． 2. 2 时效过程中的组织演变 2. 2. 1 720 ℃时效过程中的组织演变 图 3 为 720 ℃ 时效过程中的 γ'相微观组织形貌． 长期时效过程中，晶界处一次 γ'相其形状和尺寸分布 基本无变化． 由此可知，一次 γ'相在长期时效过程中 稳定，对晶界起着稳定的钉扎作用． 图 3 720 ℃经不同时间时效后一次 γ'强化相的演变规律 . ( a) 30 h; ( b) 100 h; ( c) 1000 h; ( d) 2000 h; ( e) 4000 h; ( f) 5000 h Fig． 3 Variation of the primary γ' phase in GH720Li alloy aged at 720 ℃ for different time: ( a) 30 h; ( b) 100 h; ( c) 1000 h; ( d) 2000 h; ( e) 4000 h; ( f) 5000 h 新析出的球形二次 γ'相在随后的长期时效过程 中，随着时效时间增加，二次 γ'相尺寸逐渐增大，同时 数量呈现递减趋势，γ'相之间距离增大，如图 4 所示． 二次 γ'相呈现粗化现象． 200 h 之前，晶粒中弥散均匀 分布着大量的球状二次 γ'相． 500 h 后，新析出的 γ'相 呈现不均匀长大，其出现两种尺寸分布状态． 尤其在 1000 h 以后，粗化现象的趋势明显，符合 Ostwald 熟化 理论． 小 γ'相颗粒溶解，尺寸逐渐缩小致消失; 大 γ'相 颗粒逐渐长大． 颗粒总数减少且颗粒平均尺寸增加． 另外，长期时效过程中，球形二次 γ'相不断长大，但并 没有向立方形转化的趋势． 2. 2. 2 800 ℃时效过程中的组织演变 图 5 为 800 ℃时效过程中 γ'相的组织形貌． 长期 时效过程中，200 h 前，晶界处一次 γ'相的尺寸和形状 分布基本无变化，保持稳定． 500 h 时，一次 γ'相发生 粗化，而 720 ℃ 时效下 5000 h 时 γ'相仍未发生粗化． 这说明合金在 800 ℃时的组织稳定性与 720 ℃ 时相比 较差． 可见，温度对 γ'相组织的影响相比时效时间的 影响更强烈． 球形二次 γ'相在长期时效过程中，颗粒发生粗化 现象，尺寸逐渐增大，如图 6 所示． 100 h 时效后，可见 明显的大颗粒相长大及小颗粒相缩小的现象，符合 Ostwald 熟化理论． 说明更高温度下，二次 γ'相更易发 生 Ostwald 熟化． 这与 Helm 和 Keefe 等［10--11］ 进 行 的 760 和 845 ℃ 长期时效中，得到的二次 γ'相颗粒发生 粗化且温度越高，发生明显粗化所需的时间越短的结 果相一致． 2. 3 时效过程中硬度的变化规律 由前文显微组织观察可知，一次 γ'相组织较为稳 定，从而一次 γ'相对基体贡献的强度基本不变并且晶 界受到一次 γ'相的定扎作用，晶粒未发生长大现象， 硬度变化不受晶粒长大影响． Zhou 等［12］在对650 ℃及 700 ℃长期时效时 γ'相的变化分析中指出，700 ℃ 以下 三次 γ'相颗粒已经全部溶解消失，且温度越高其完全 溶解所需时间越短． 本实验在 720 ℃ 和 800 ℃ 时效后 组织均未观察到三次 γ'相，强度值不存在三次 γ'相颗 粒的贡献． 因此硬度的变化主要为二次 γ'相的变化导 致． 经硬度测量可得到长期时效过程中合金平均硬度 随时效时间延长的变化规律，如图 7 所示． 由图可知，平均硬度都随着时效时间的增加而下 降． 其原因有两方面: 一方面主要是均匀球形小的二 次 γ'相在长期时效过程中，颗粒发生粗化现象，且无 补充析出，阻碍位错运动的 γ'相数目减少． 另一方面 是随着颗粒尺寸的增加，颗粒之间的距离增大，阻碍位 错运动的能力减弱，因此硬度下降． 500 h 前硬度下降 · 2161 ·