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热处理作为影响高温合金显微组织的重要手段,在高温合金的研究中占有重要的地位。了解合金显微组织演变有助于优化合金成分、显微组织和加工工艺,进而为研发并设计新一代高性能高温合金提供理论指导。本文利用JMatPro热力学模拟计算软件对不同硼含量合金的平衡相图、凝固路径等特性进行了计算,结合差示扫描量热法确定了合金的相变温度点,依据合金的凝1固特征温度制定了六种热处理工艺,对合金进行了不同工艺的热处理,并对铸态组织和热处理后的组织进行了分析研究。主要研究了热处理对合金的枝晶组织、γ/Y’共晶组织、γ’相形貌与尺寸、碳/硼化物、微孔及γ/γ’两相晶格错配度的影响,得到以下主要结论:(1)合金在600℃～1500℃之间的模拟析出相为L相、γ相、γ’相、碳化物相、M3B2硼化物相及TCP相等;随着B元素含量的增加,TCP相的析出量和析出温度呈降低态势,表明B元素能够抑制高温合金中的TCP有害相;合金的特征温度也随B含量的增加逐渐下降,合金热力学计算结果与DSC实验结果接近,表明了模拟计算结果的准确性。在B3合金中σ相、μ相的孕育期较长,但在TTT曲线中的鼻尖温度较低,合金在1070℃及以上温度服役时最长经过30.9 h或在1140℃最长经过7.3 h的孕育期合金内部会逐渐析出TCP有害相,因此合金的时效处理制度可设为1080℃/6h+870℃/24h。(2)B0和B1合金分别在T6(1310℃)、T5(1305℃)的热处理制度下合金的枝晶花样消除均比较完整。B1合金经过T5(1305℃)制度热处理后各元素的Mapping分析发现,合金经过热处理后的元素均匀化效果非常显著。B2、B3合金经过T1(1285℃)、T2(1290℃)热处理制度处理后枝晶花样消除非常明显。升高热处理固溶温度,B2、B3合金分别在T4(1300℃)、T3(1295℃)热处理制度处理下,合金的枝晶组织基本消除,均匀化效果更加显著。(3)经过热处理后,合金中的碳化物形貌由铸态的汉字状转变为了颗粒状和细杆状,随着固溶处理温度的增加碳化物的尺寸逐渐减小。对碳化物进行EDS元素能谱分析,发现合金中的碳化物相主要为富含Ta、Hf的MC型碳化物,说明合金中的碳化物类型并未发生转变。(4)合金经过热处理后γ’相形貌开始转变为规则的立方体形貌;B0、B1合金的γ’相尺寸随着固溶温度的升高逐渐增大,B0和B1合金的γ’相尺寸最大分别达到了0.355μm和0.351 μm;B2、B3合金的γ’相尺寸随着固溶温度的升高呈先增大后减小的变化趋势,两者在T2(1290℃)展现出了最大的尺寸,最大分别达到了0.438 μm和0.398 μm,在之后的冷却过程中析出的γ’相形貌均表现为规则的立方体形貌。