工程科学学报，第37卷，第12期：1610-1616,2015年12月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.12:1610-1616,December 2015 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2015.12.012:http://journals..ustb.edu.cn GH720Li合金长期时效过程中y相演变规律 陈佳语，张盼达，董建新，张麦仓，姚志浩 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 ☒通信作者，Email:chenjiayu975@126.com 摘要研究GH720Li合金经标准热处理(1105℃，4h→◆油冷+650℃，24h→空冷+760℃，16h→空冷)后分别在720℃时效 0-5000h和800℃时效0-1000h后y强化相的演变规律.合金在720℃，5000h时效后一次y相的尺寸、形态以及数量基 本不发生变化：在720℃，200h时效后，二次y相发生明显粗化：500h后出现不均匀长大.相应地，500h前硬度下降速率大， 500h后趋于平稳.在800℃，500h时效后，一次y相发生粗化：800℃，100h时效后，二次y相发生明显粗化且不均匀长大. 500h前硬度下降斜率很大，500h后硬度仍有明显下降趋势.720℃及800℃时二次Y相粗化行为是以扩散控制的粗化机制 为主导.y相平均半径与时效时间满足立方根关系，符合LS-W(Lifshiz-Slyozov一Vanger)理论. 关键词镍基高合金：时效：析出相：粗化 分类号TG146.1·5:TG132.3·2:TG156.92 Evolution of y'precipitates in GH720Li alloy during long-term aging CHEN Jia-yu,ZHANG Pan-da,DONG Jian-xin,ZHANG Mai-cang,YAO Zhi-hao School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:chenjiayu975@126.com ABSTRACT A standard heat treatment (1105 C/4h/(oil cooling)+650C/24h/(air cooling)+760C/16h/(air cooling))and a subsequent long term exposure at temperatures of 720C for 0-5000h and 800 C for 0-1000h were proposed to investigate the mi- crostructural evolution of y'precipitates in GH720Li alloy.The size,morphology and quantity of the primary yphase have no signifi- cant variation at 720 C.However,at the same temperature,obvious grain coarsening and the grain size inhomogeneity of secondary y' particles appear with the aging time up to 200h and 500h,respectively.The descending slope of hardness decreases first and when the aging time exceeds 500h it flattens.At 800C,the primary y'phase coarsens after 500h of aging,while both obvious grain coarsening and the grain size inhomogeneity of secondary y particles happen after 100 h of long term exposure.The descending slope of hardness decreases first,and unlike the results at 720C,it is still downward when the aging time exceeds 500 h.The coarsening behavior is controlled by lattice diffusion.There shows a linear relationship between the average radius of the y'phase and the cube root of aging time,which accords with the L-S-W (Lifshiz-Slyozov-Wanger)theory KEY WORDS nickel base superalloys:aging:precipitates;coarsening GH720Li合金（美国牌号为Udimet720Li)是一种用性能.因此，在研究GH720Li合金的组织演变与性 沉淀硬化型镍基高温合金，应用于航空发动机的高性 能变化的关系时需要着重考察γ相 能涡轮盘与涡轮叶片材料网.合金中γ强化相形成 热处理是改变和控制合金组织的重要手段之一， 元素Al+Ti质量分数高达7.5%，y相的体积分数可 GH720i合金的热处理一般包括两种，即固溶处理和 达40%~50%，其数量、尺寸和分布决定了合金的使 时效处理.目前，已有大量关于GH720Li合金固溶处 收稿日期：2014-08-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51371023)工程科学学报，第 37 卷，第 12 期: 1610--1616，2015 年 12 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 12: 1610--1616，December 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 12． 012; http: / /journals． ustb． edu． cn GH720Li 合金长期时效过程中 γ'相演变规律 陈佳语，张盼达，董建新，张麦仓，姚志浩 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: chenjiayu975@ 126． com 摘 要 研究 GH720Li 合金经标准热处理( 1105 ℃，4 h→油冷 + 650 ℃，24 h→空冷 + 760 ℃，16 h→空冷) 后分别在 720 ℃时效 0 ～ 5000 h 和 800 ℃时效 0 ～ 1000 h 后 γ !强化相的演变规律． 合金在 720 ℃，5000 h 时效后一次 γ'相的尺寸、形态以及数量基 本不发生变化; 在 720 ℃，200 h 时效后，二次 γ'相发生明显粗化; 500 h 后出现不均匀长大． 相应地，500 h 前硬度下降速率大， 500 h 后趋于平稳． 在 800 ℃，500 h 时效后，一次 γ'相发生粗化; 800 ℃，100 h 时效后，二次 γ'相发生明显粗化且不均匀长大． 500 h 前硬度下降斜率很大，500 h 后硬度仍有明显下降趋势． 720 ℃及 800 ℃ 时二次 γ'相粗化行为是以扩散控制的粗化机制 为主导． γ'相平均半径与时效时间满足立方根关系，符合 L--S--W ( Lifshiz--Slyozov--Wanger) 理论． 关键词 镍基高合金; 时效; 析出相; 粗化 分类号 TG146. 1 + 5; TG132. 3 + 2; TG156. 92 Evolution of γ' precipitates in GH720Li alloy during long-term aging CHEN Jia-yu ，ZHANG Pan-da，DONG Jian-xin，ZHANG Mai-cang，YAO Zhi-hao School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: chenjiayu975@ 126． com ABSTＲACT A standard heat treatment ( 1105 ℃ /4 h/( oil cooling) + 650 ℃ /24 h/( air cooling) + 760 ℃ /16 h/( air cooling) ) and a subsequent long term exposure at temperatures of 720 ℃ for 0--5000 h and 800 ℃ for 0--1000 h were proposed to investigate the mi￾crostructural evolution of γ' precipitates in GH720Li alloy． The size，morphology and quantity of the primary γ' phase have no signifi￾cant variation at 720 ℃ ． However，at the same temperature，obvious grain coarsening and the grain size inhomogeneity of secondary γ' particles appear with the aging time up to 200 h and 500 h，respectively． The descending slope of hardness decreases first and when the aging time exceeds 500 h it flattens． At 800 ℃，the primary γ' phase coarsens after 500 h of aging，while both obvious grain coarsening and the grain size inhomogeneity of secondary γ' particles happen after 100 h of long term exposure． The descending slope of hardness decreases first，and unlike the results at 720 ℃，it is still downward when the aging time exceeds 500 h． The coarsening behavior is controlled by lattice diffusion． There shows a linear relationship between the average radius of the γ' phase and the cube root of aging time，which accords with the L--S--W ( Lifshiz--Slyozov--Wanger) theory． KEY WOＲDS nickel base superalloys; aging; precipitates; coarsening 收稿日期: 2014--08--27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51371023) GH720Li 合金( 美国牌号为 Udimet 720Li) 是一种 沉淀硬化型镍基高温合金，应用于航空发动机的高性 能涡轮盘与涡轮叶片材料［1--2］． 合金中 γ'强化相形成 元素 Al + Ti 质量分数高达 7. 5% ，γ'相的体积分数可 达 40% ～ 50% ，其数量、尺寸和分布决定了合金的使 用性能． 因此，在研究 GH720Li 合金的组织演变与性 能变化的关系时需要着重考察 γ'相． 热处理是改变和控制合金组织的重要手段之一， GH720Li 合金的热处理一般包括两种，即固溶处理和 时效处理． 目前，已有大量关于 GH720Li 合金固溶处