● 摘要
K002 高温合金组织稳定，抗高温氧化、耐热腐蚀性较好，铸造工艺性能好，在现有等轴晶铸造镍基高温合金中属于较高级别，适用于制作在1000℃以下工作的整体铸造涡轮盘、导向叶片和涡轮转子叶片。
在长时间复杂应力条件下服役之后，合金不可避免的出现显微组织退化，蠕变孔洞形核长大。本实验室之前探究过K002 合金的修复工艺，经过1250℃、200MPa、4 小时的热等静压后，蠕变孔洞愈合，退化的γ’相得到修复，但是其力学性能无法达到服役前的水平，甚至有进一步下降的趋势。本文针对之前工艺修复后显微组织中出现的问题进行探究，优化K002 合金的组织修复工艺。
研究了K002 高温合金修复后产生的初熔现象及其出现的原因。实验发现，将热等静压温度从1250℃降低至1230℃，可以控制造成合金初熔的Ni5Hf 相的熔化，进而消除了修复后组织中的初熔现象，同时对γ’相和蠕变孔洞的修复不产生影响。
研究了K002 高温合金修复后产生的二次碳化物大量析出的问题。分别探究了碳化物的分解和析出程度与热等静压试验中温度、压力、保温时间和冷却速度四个参数的关系。碳化物的分解与析出主要受原子的扩散所控制，温度是影响碳化物分解与析出的主要因素；在一定条件下，保温时间和压力对碳化物的分解有一定的影响作用，而冷却速度对碳化物分解和析出的影响不大。因此，通过降低温度和压力，缩短保温时间都可以一定程度上抑制碳化物的大量析出。
研究了恢复热处理过程中的时效过程，通过对比发现完全固溶与标准热处理之间加入局部固溶时效可以有效的促进γ’相的修复。同时发现，热等静压后是否加入固溶处理对γ’相的修复效果影响不大，而恢复热处理前经过热等静压处理的材料比未经处理的，碳化物分解与析出现象更为严重。