Зносостійка пластина зі сплаву GH720Li має високу робочу температуру та високотемпературну міцність і є кращим матеріалом для високопродуктивного деформованого диска турбіни приблизно на 750 градусів. Широко використовується в зарубіжних авіаційних двигунах, таких як Rolls-Royce BR700 і компанії Allison GMA2100, GMA3007, T406, T800 та інших високопродуктивних турбінних дисках авіаційних двигунів, у нашій країні велика кількість високоефективних матеріалів для газових турбін.
Чудова продуктивність зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li головним чином пов’язана з її тонкою кристалічною структурою, об’ємним вмістом зміцненої фази «фаза» до 50% і розумним узгодженням різних розмірів «фази», а також ефектом зміцнення осаду «фази». особливо важливо для механічних властивостей зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li. Оскільки зародження та зростання фази надзвичайно чутливі до швидкості охолодження після обробки розчином, швидкість охолодження тісно пов’язана з вибором охолоджувального середовища під час охолодження розчином поковок дисків. Для того, щоб забезпечити високу продуктивність, високу стабільність і тривалий термін служби дисків періодичної газотурбіни в умовах експлуатації, дослідники систематично вивчали вплив трьох типів охолоджуючих середовищ (повітря, масло і вода) на мікроструктуру (переважно фазу) і механічні властивості зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li, що є еталоном для оптимізації параметрів процесу термообробки.
Випробуваний матеріал вирізали із зносостійкої листової поковки зі сплаву GH720Li, підготовленої ізотермічним куванням. Середній розмір деформованого оригінального зерна зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li, який використовувався в тесті, становить приблизно 10 мкм (клас ASTM9-10), і розподіл рівномірний. Первинна фаза розміром приблизно 1 ~ 5 мкм рівномірно розподіляється по межах зерен, а охолоджена фаза нижче 500 нм диспергується в кристалі. Фаза, що виділяється під час процесу охолодження після кування, знову розчиняється в процесі твердого розчину. Фаза потім знову осідає під час охолодження розчину та подальшого старіння.
Зразки вирізали з кованого диска зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li уздовж струни методом різання дротом. Зразки витримували в твердому розчині при 1090 градусів протягом 4 годин, а потім охолоджували повітрям, охолоджували маслом і охолоджували водою відповідно для завершення обробки твердого розчину. Потім зразки рівномірно витримали (650 градусів × 24 години, AC+760 градуси × 16 годин, AC). Використовується для спостереження за розміром зерна, фазового спостереження та випробування типових механічних властивостей (кімнатна температура та 650 градусів на розтяг). Результати тесту такі:
(1) Згідно з умовами випробувань, метод охолодження не впливає на розмір зерна та первинну фазу зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li; Охолоджувальне середовище головним чином впливає на фазу охолодження (вторинну та третинну фази), що випадає в осад під час процесу охолодження розчину. Зі збільшенням швидкості охолодження середній розмір третинної фази, яка відіграє основну зміцнювальну роль, становить повітряне охолодження > масляне охолодження > водяне охолодження, а щільність третинної фази становить повітряне охолодження < масляне охолодження < водяне охолодження.
(2) Зі збільшенням швидкості охолодження кімнатна температура та високотемпературна міцність зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li послідовно охолоджуються повітрям < масляним охолодженням < водяним охолодженням, а пластичність послідовно охолоджується повітрям > масляним охолодженням > водяним охолодженням. Зміни міцності і пластичності тісно пов'язані з щільністю і розміром трьох фаз, що виділяються в процесі охолодження розчину.
(3) Відповідно до передумови забезпечення міцності та пластичності зносостійкої пластини зі сплаву GH720Li, після розчинення слід використовувати масляне охолодження, щоб зменшити ризик деформації диска або навіть розтріскування, спричинене термічним навантаженням.
