三联熔炼GH4169合金大规格铸锭与棒材元素偏析行为

张勇¹，李鑫旭¹，韦康¹，韦建环¹，王涛¹，贾崇林¹，李钊¹，马宗青²

1. 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室2. 天津大学材料科学与工程学院

摘 要：采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联熔炼方法制备大规格GH4169合金铸锭,利用SEM、TEM、EPMA和EDS分析了大规格GH4169高温合金自耗锭（直径508 mm）与棒材（直径240 mm）不同部位的典型元素含量和析出相特征。结果表明:大规格铸锭中Al元素偏析程度较轻,而Nb、Ti和Mo元素偏析较重,枝晶间凝固时析出较多的MC相、Laves相和δ相等。经过两阶段高温均匀化处理和开坯锻造后,GH4169棒材内无"黑斑"、"白斑"等宏观偏析,元素微观偏析也被基本消除。结合计算仿真,进一步对比分析了三联熔炼GH4169与Inconel 718合金棒材的化学成分均匀性,发现国产GH4169存在元素的区域偏析,其棒材的典型元素样本方差值（能够体现区域元素偏析程度）与Inconel 718棒材相比存在差距。这种区域元素偏析对国产三联熔炼GH4169棒材的力学性能（如硬度等）波动性造成一定程度的影响。通过精细控制熔炼过程参数,优化均匀化热处理和锻造工艺,有助于进一步降低GH4169合金大规格棒材的区域元素偏析。

关键词：GH4169;三联熔炼;变形高温合金;元素偏析;