高溫合金是以高熔點金屬 Ni（1450 ℃）、Co（1480 ℃）等為基體的金屬材料，目前在先進的航空發動機中。為了探索鐵基高溫合金 GH1140 在深冷處理和循環處理過程中的組織演變規律和性能變化機理，本文將深冷處理技術引入高溫合金領域，對高溫合金進行深冷處理研究。

試驗設備：環儀儀器 高低溫復合深冷處理設備

試驗材料：試驗材料為 GH1140 板材，2 mm 厚，密度8.1 g/cm3，室溫電阻率ρ=1.07×10^-6Ω·m，無磁性。

試驗設計：

1.首先通過線切割加工若干個小試樣，然后將小試樣分成 A1、A2、A3 及 B1、B2、B3 共 6 組，每組 3 個。

2.將高溫合金試樣放在液氮中分別進行5 h、10 h、15 h 深冷處理，深冷處理試驗方案如下：

（1）深冷處理工藝 A1（-190 ℃降溫 - 保溫 5 h）

（2）深冷處理工藝 A2（-190 ℃降溫 - 保溫 10 h）

（3）深冷處理工藝 A3（-190 ℃降溫 - 保溫 15 h）

（4）深冷處理工藝 B1（-190 ℃降溫 - 保溫 5h + 升溫 180 ℃ *6 h）

（5）深冷處理工藝 B2（-190 ℃降溫 - 保溫 10h + 升溫 180 ℃ *6 h）

（6）深冷處理工藝 B3（-190 ℃降溫 - 保溫 15h + 升溫 180 ℃ *6 h）

3.試驗結束后，取出試樣，然后在室溫下測試其力學性能。

試驗結果分析：

1.下圖是深冷處理不同時間后的硬度柱狀圖。深冷處理5 h、10 h及15 h后再分別升溫至180 ℃并持續6 h，對GH1140的顯微硬度幾乎沒有影響。

2.下圖是深冷處理不同時間后的硬度曲線圖。深冷處理5 h、10 h及15 h后再分別升溫至180 ℃并持續6 h，GH1140的抗拉強度繼續下降，隨后升高至732 MPa。

3.下圖是經過不同時間深冷處理后得到的GH1140的金相組織。可以看出，經5 h、10 h及15 h深冷處理后，材料的組織變化明顯，顯微硬度顯著提高，抗拉強度下降。

試驗結論：

(1)深冷作用能使無相變材料的晶界發生畸變而改善微細化合物即硬質點的分布，內部形成大量應力應變，產生位錯和破碎晶粒，從而使得材料中存有較大的殘余應力，還可析出細小顆粒形成第二相強化。

(2)通過短時間深冷處理，GH1140可以獲得更高硬度，但是深冷處理對強度影響不大，這說明GH1140鐵基高溫合金在低溫下也具有良好的力學性能，適合低溫環境下的應用。

(3)GH1140經-190 ℃，5 h、10 h及15 h的深冷處理后，再分別升溫至180 ℃并持續6 h，抗拉強度則隨著深冷處理時間的延長，先降后升至732 MPa；但冷熱循環處理對GH1140的硬度影響不大。

以上就是高溫合金的高低溫循環處理研究，如有疑問，可以咨詢環儀儀器相關技術人員。