一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法技术

本发明专利技术涉及一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法，包括以下步骤：S1、T

【技术实现步骤摘要】
一种用于GH4169锻件
δ
相定量的分析方法


[0001]本专利技术涉及材料成形
，尤其是一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法。

技术介绍

[0002]GH4169是一种以体心四方的γ”相和面心立方的γ
’
相沉淀强化的Ni
‑
Cr
‑
Fe基变形高温合金，是我国高温合金主干材料体系中的骨干材料。由于在
‑
253℃～650℃范围内具有强度高、抗氧化、耐腐蚀、抗辐照、组织稳定、热加工和焊接性能好等优点，GH4169合金在航空、航天、燃机、石化、核电等领域中应用广泛，每年GH4169合金的用量几乎占世界上变形高温合金总消耗量的一半。目前，GH4169已成为国内外用量最大、用途最广、产品种类与规格最全的一类高温材料，GH4169合金的正常组织由γ基体、γ＂、γ＇、碳化物和δ相等组成。其中，δ相是一种正交晶系的富含Nb元素的十分重要的析出相，其化学组成为Ni3(Nb0.8Ti0.2)，GH4169合金中的δ相形状包括颗粒状、针状、短棒状三种，而且高温下δ相比γ＂相更稳定，研究表明，GH4169合金中无δ相或者δ相的析出量过少，必然导致材料出现缺口敏性；反之，如果GH4169合金中δ相的析出数量过多，因为占用了过多的强化元素Nb，使得合金中强化相γ＂的析出数量减少，会降低制品的持久性能和蠕变性能。
[0003]GH4169(美标IN718)合金是以γ＂相为主要强化相的时效硬化型高温合金，但γ＂通常不易观察，因此在工程应用领域，对锻件的组织检查时，是通过观察δ相来间接评估γ＂，δ相可用于控制合金的晶粒度，同时可通过间接调节γ"相来调节合金的塑性和缺口敏感性，但δ相过多会使合金强度效果大大下降，同时也是裂纹萌生和发展的通道，因此δ相是GH4169合金锻件组织评估分析的重要观察相，δ相的数量、大小和形态随热加工工艺和热处理工艺及锻件尺寸形状和冷却方式不同，其形态和数量也不一样，对于GH4169(IN718)合金而言δ相的含量、形貌和分布均会对其力学性能产生影响。
[0004]专利号为CN201110263055.8，申请日为2011
‑
09
‑
07，公开了一种检验显微疏松的图谱的制作方法，属于无损检测领域，其特征是：首先收集铸造件显微疏松试样，对试样进行金相分析、荧光分析，将金相图片与荧光照片对比；参照荧光显示结果用CAD绘制模拟图谱，对模拟图谱进行底片制作、修订，然后压合；最后进行工艺反求、模拟图谱验证。
[0005]上述专利通过对试样进行金相分析、荧光分析，将金相图片与荧光照片对比制作图谱方法，现在材料行业内对GH4169合金锻件δ相数量、大小和形态的评判与分析方法，也是是通过图谱比对的方式。但是，该方式的弊端在于仅可定性的评判δ相是否满足要求，但不能定量的统计分析不同变形条件下制备的GH4169合金锻件中δ相的变化趋势，这也是阻碍建立组织与性能关系模型的主要问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法，在该分析方法基础上,可通过计算机图像处理分析技术实现高效准确的数据采集，最终通过大量GH4169锻件δ相金相照片的统计分析，建立δ相组织形貌与力学性能的深层次关系模
型。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法，包括以下步骤：
[0009]S1、T
δ
大小为1列n行，其中，n为该δ相金相组织中δ相的个数，每行的数字表示一个δ相的特征，每个数由一到三位整数和四位小数组成，其四位小数表示每个δ相的相对面积比，表示每个δ相的大小；其十位与个位数字组成的两位数表示δ相的长宽比；其百位数字为1时表示δ相位于晶界，当为0时，表示δ相位于晶内，因此若其中一个δ相位于晶界，则其特征数的整数部位为三位数；而若其中一个δ相位于晶内，且长宽比大于10，则其特征数的整数部位为两位数，否则其特征数的整数部位为一位数；
[0010]S2、对金相组织中每个δ相的特征进行计算，得到特征数组数T
δ
；
[0011]S3、特征数Z
δ
为金相组织的整体特征描述值，由一到三位整数和四位小数组成，当Z
δ
由三位整数和四位小数组成时，其三位整数中，百位数字表示该金相组织中晶界处δ相的平均长宽比，十位与个位的数字为晶界δ相面积总和与晶内δ相面积总和的比值乘以10，其四位小数为该金相组织中δ相的面积总和，表示δ相含量比；
[0012]S4、特征数Z
δ
的十位与个位数字组成的两位整数表示该金相组织中δ相在晶内和晶界的分布比例，若＞10，表示该金相组织中δ相主要位于晶界处；若＝10,表示该金相组织中δ相在晶内与晶界均匀分布；若＜10,表示该金相组织中δ相主要位于晶内；
[0013]S5、特征数组T
δ
可通过计算机对δ相的金相图进行图像处理后计算得到；
[0014]S6、特征数Z
δ
通过特征数组T
δ
按相关计算公式得到；
[0015]S7、特征数组T
δ
和特征数Z
δ
对不同δ相的金相图进行描述统计，并与δ相的金相图对应的力学性能进行统计分析，进而求出GH4169合金力学性能对δ相金相特征的回归方程。
[0016]步骤S5中，所述特征数组T
δ
的计算方法如下：
[0017]T
δ
＝100*F+X+H(一)
[0018]式(一)中，F为δ相的分布位置判别值，若其中一个δ相位于晶界则其F值为1，否则为0；X为δ相的形貌值，表示δ相的长宽比，若X＝1则δ相的形态是球状，若X＝2～5则δ相的形态是棒状，若X>5则δ相的形态是针状；H为单个δ相的相对面积比，表示单个δ相的大小，计算方法为其中一个δ相在金相照片中的面积(像素)除以该金相照片的总面积(像素)；
[0019]步骤S6中，所述特征数Z
δ
的计算方法如下：
[0020]Z
δ
＝X
平均
*100+B*10+H
总
(二)
[0021]式(二)中，X
平均
为晶界δ相的平均长宽比；B为晶界δ相面积总和与δ相面积总和的比值；H
总
为δ相总含量比；
[0022]将单个δ相特征数T
δ
代入总体δ相特征数Z
δ
计算得到
[0023][0024][0025][0026]式(三)中，n为δ相总个数，该符号表示对数值N向下取整。
[0027]步骤S5中所述T
δ
通过计算机对δ相的金相图进行图像处理，流程如下：
[0028]步骤一、通过金相显微拍照获得相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法，其特征在于；包括以下步骤：S1、T
δ
大小为1列n行，其中，n为该δ相金相组织中δ相的个数，每行的数字表示一个δ相的特征，每个数由一到三位整数和四位小数组成，其四位小数表示每个δ相的相对面积比，表示每个δ相的大小；其十位与个位数字组成的两位数表示δ相的长宽比；其百位数字为1时表示δ相位于晶界，当为0时，表示δ相位于晶内，因此若其中一个δ相位于晶界，则其特征数的整数部位为三位数；而若其中一个δ相位于晶内，且长宽比大于10，则其特征数的整数部位为两位数，否则其特征数的整数部位为一位数；S2、对金相组织中每个δ相的特征进行计算，得到特征数组数T
δ
；S3、特征数Z
δ
为金相组织的整体特征描述值，由一到三位整数和四位小数组成，当Z
δ
由三位整数和四位小数组成时，其三位整数中，百位数字表示该金相组织中晶界处δ相的平均长宽比，十位与个位的数字为晶界δ相面积总和与晶内δ相面积总和的比值乘以10，其四位小数为该金相组织中δ相的面积总和，表示δ相含量比；S4、特征数Z
δ
的十位与个位数字组成的两位整数表示该金相组织中δ相在晶内和晶界的分布比例，若＞10，表示该金相组织中δ相位于晶界处；若＝10,表示该金相组织中δ相在晶内与晶界均匀分布；若＜10,表示该金相组织中δ相位于晶内；S5、特征数组T
δ
通过计算机对δ相的金相图进行图像处理后计算得到；S6、特征数Z
δ
通过特征数组T
δ
按相关计算公式得到；S7、特征数组T
δ
和特征数Z
δ
对不同δ相的金相图进行描述统计，并与δ相的金相图对应的力学性能进行统计分析，进而求出GH4169合金力学性能对δ相金相特征的回归方程。2.如权利要求1所述的一种用于GH4169锻件δ相定量的分析方法，其特征在于：步骤S5中，所述特征数组T
δ
的计算方法如下：T
δ
＝100*F+X+H(一)式(一)中，F...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖雲，杨伟，周文武，王周田，张鹏，陈文，
申请(专利权)人：中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：