無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司專業(yè)供應(yīng)高溫、高壓、耐蝕合金無(wú)縫管、管件產(chǎn)品。公司產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成為核火電廠、石油、化工、汽車等行業(yè)供應(yīng)商。
通過(guò)對(duì)DP工藝處理GH4169合金進(jìn)行高溫?zé)釅嚎s試驗(yàn),研究DP工藝GH4169合金的熱變形行為。獲取通過(guò)熱壓縮實(shí)驗(yàn)得到的δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金高溫變形真應(yīng)力-真應(yīng)變數(shù)值曲線圖以及微觀組織試樣,分析其高溫變形行為。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡對(duì)高溫?zé)釅嚎s的DP工藝GH4169合金高溫變形過(guò)程組織演變特征進(jìn)行研究,分析不同應(yīng)變量、變形溫度和應(yīng)變速率條件下δ相的形態(tài)、含量、晶粒尺寸。利用截線法、X射線衍射方法,對(duì)δ相的含量進(jìn)行定量分析,觀察δ相的形態(tài)演變過(guò)程。建立熱壓縮后的δ相時(shí)效態(tài)GH 4169合金的加工圖。依據(jù)熱加工圖,研究合金位于不同變形區(qū)域時(shí)的高溫變形特性,分析其熱加工成形性能和其對(duì)應(yīng)顯微組織之間的關(guān)系,優(yōu)化DP工藝處理GH4169合金的熱加工工藝參數(shù)。通過(guò)高溫?zé)釅嚎s實(shí)驗(yàn)獲得了DP工藝處理GH4169合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,數(shù)據(jù)分析表明GH4169合金高溫壓縮過(guò)程中存在加工硬化階段、動(dòng)態(tài)軟化階段和流變應(yīng)力趨于平穩(wěn)的穩(wěn)態(tài)階段。通過(guò)真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線獲得流變數(shù)據(jù),根據(jù)峰值應(yīng)力界定的兩個(gè)階段,建立了新型本構(gòu)方程,通過(guò)引入標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)參數(shù)：相關(guān)系數(shù)和平均相對(duì)誤差值,計(jì)算結(jié)果表明預(yù)測(cè)值和實(shí)際試驗(yàn)數(shù)值吻合度較高,所建立的本構(gòu)方程可以用于預(yù)測(cè)DP工藝處理GH4169合金不同溫度、應(yīng)變速率、變形量條件下的實(shí)際應(yīng)力值。通過(guò)觀察金相顯微組織發(fā)現(xiàn),隨著變形溫度的升高或應(yīng)變速率的降低,經(jīng)DP工藝處理的GH4169合金中的δ相含量逐漸減少,合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸逐漸增大,用截線法統(tǒng)計(jì)了晶粒尺寸大小,通過(guò)與Z值的關(guān)系擬合出了預(yù)測(cè)晶粒尺寸的公式；用截線法統(tǒng)計(jì)了6相含量,利用X-Ray衍射測(cè)定了6相的含量,確定了截線法的可行性,并且進(jìn)一步驗(yàn)證了δ相含量的變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)應(yīng)變量為1.3的功率耗散圖、顯微組織和應(yīng)變和耗散數(shù)值的關(guān)系曲線及差值圖進(jìn)行分析獲得三個(gè)在峰值區(qū)內(nèi)是功率耗散系數(shù)較高的區(qū)域,尋找到三個(gè)耗散數(shù)值浮動(dòng)小的加工條件；對(duì)應(yīng)變量為1.3的流變失穩(wěn)圖、顯微組織和不同應(yīng)變下失穩(wěn)系數(shù)和應(yīng)變速率的關(guān)系曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)耗散系數(shù)并不是越大越好,位于失穩(wěn)區(qū)的顯微組織普遍δ相含量少而且再結(jié)晶晶粒較大,尋找到三個(gè)耗散系數(shù)ζ（ε）>0的區(qū)域,建議較好的加工條件為：變形溫度在980℃、應(yīng)變速率在0.1s-1。利用真空冶煉制備了微合金化Ni-Fe基GH984合金并熱鍛、軋制成棒材,采用OM,SEM和TEM觀察了標(biāo)準(zhǔn)熱處理后B和P微合金化GH984合金的微觀組織,并研究了B和P微合金化對(duì)合金力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明:B或P的微合金化對(duì)GH984合金中的析出相影響不大,合金中的析出相為γ′相、Ti（C,N）相、MC型和M23C6型碳化物.然而,B和P同時(shí)添加使M23C6型碳化物形貌由塊狀向粒狀轉(zhuǎn)變并均勻分布于晶界;B和P的添加對(duì)合金的室溫和700℃拉伸強(qiáng)度無(wú)明顯影響,但可成倍提高合金的高溫拉伸塑性.持久壽命隨B和P的添加顯著提高,此外,相對(duì)單獨(dú)添加B,B和P的同時(shí)添加可以更好地改善合金的持久性能.持久試樣的斷口觀察表明,B和P微合金化明顯改善了晶界強(qiáng)度,斷裂模式由沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠑嗔选?/span>
不同處理狀態(tài)的GH4169合金δ相析出及溶解行為,通過(guò)對(duì)δ相百分含量進(jìn)行定量分析,得出了δ相的溶解和析出曲線。通過(guò)高溫拉伸試驗(yàn),系統(tǒng)地研究了固溶態(tài)以及固溶δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的高溫拉伸變形行為,得出了流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系以及材料的應(yīng)變速率敏感因數(shù);采用金相、EBSD、TEM等分析手段,探討了變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)GH4169合金變形組織的影響。對(duì)固溶態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時(shí)間條件下的微觀組織觀察結(jié)果表明,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),δ相的數(shù)量逐漸增多并zui終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。δ相的析出動(dòng)力學(xué)參數(shù)表明,δ相的析出峰值溫度在900?C附近。δ相存在對(duì)GH4169合金布氏硬度值影響不大。對(duì)固溶δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時(shí)間條件下的微觀組織觀察結(jié)果表明,溫度越高,δ相溶解速率越大,在溫度為1035?C時(shí)δ相能*溶解。對(duì)GH4169合金的高溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是GH4169合金高溫拉伸變形過(guò)程中的重要軟化機(jī)制;通過(guò)回歸方法得到的固溶態(tài)GH4169合金的熱變形激活能421.36 kJ/mol;固溶δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金熱變形激活能為452.52 kJ/mol。固溶態(tài)GH4169合金拉伸變形過(guò)程中流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系可用以下方程來(lái)描述:σp=178.57sinh-1[(1.3×10-15Z)]-4.025固溶δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金拉伸變形過(guò)程中流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系可用以下方程來(lái)描述:σp=178.57sinh-1[(6.25×10-17Z)]-4.49對(duì)GH4169合金高溫拉伸試樣的微觀組織分析表明,應(yīng)變速率越降低、變形溫度越高,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的體積份數(shù)越大。δ相使GH4169合金高溫變形的峰值應(yīng)變降低。表明δ相促進(jìn)了GH4169合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行。
隨著無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司事業(yè)的發(fā)展,GH4742合金由于強(qiáng)化相含量的增加,使用溫度更高(550℃~800℃),具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能,廣泛用于無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、承力環(huán)、壓氣機(jī)盤、緊固件和其它零部件。眾多學(xué)者對(duì)GH4742合金的研究主要集中在冶煉工藝;鑄態(tài)枝晶成分偏析規(guī)律及不同均勻化處理后的元素分布和組織特點(diǎn);熱變形行為、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶影響因素、形核機(jī)制以及模型構(gòu)建;不同熱處理制度對(duì)合金組織和性能的影響等方面,但對(duì)GH4742合金的微觀組織是如何影響高溫流動(dòng)應(yīng)力、加工硬化率以及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件的研究較少。因此,通過(guò)鎳基高溫合金流動(dòng)應(yīng)力計(jì)算模型研究合金的高溫塑性變形行為對(duì)于變形工藝參數(shù)的優(yōu)化以及組織的預(yù)測(cè)控制顯得尤為重要。本文采用鎳基高溫合金流動(dòng)應(yīng)力計(jì)算模型來(lái)計(jì)算GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算得到的峰值應(yīng)力和屈服應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了理論計(jì)算模型在計(jì)算GH4742鎳基合金高溫拉伸真應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有可行性。然后依據(jù)固溶處理得到的不同微觀組織計(jì)算并繪制了不同組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金具有很強(qiáng)的溫度和應(yīng)變速率敏感性。γ’相的尺寸和含量對(duì)真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響zui大,γ’相存在一個(gè)臨界質(zhì)點(diǎn)尺寸,在臨界質(zhì)點(diǎn)處合金的強(qiáng)度取得了zui大值,對(duì)于析出相中是否混有粗大γ’相,小尺寸γ’相的尺寸對(duì)應(yīng)力的影響規(guī)律相同。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸對(duì)真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響都非常小。在真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上,計(jì)算了不同變形條件和組織下的加工硬化率與應(yīng)力的關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金的加工硬化是從第III階段開始的,隨著應(yīng)力的增大,加工硬化率下降的速度特別快,第IV階段曲線的斜率明顯小于第III階段,溫度越高、應(yīng)變速率越低,越容易出現(xiàn)第V階段。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸對(duì)加工硬化率曲線的影響很小。γ’相含量和尺寸對(duì)加工硬化率曲線影響較大,隨著析出相含量的增大,曲線向右移動(dòng);γ’相尺寸所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值越大,越容易出現(xiàn)加工硬化第V階段?；诩庸び不是€的拐點(diǎn)特征,計(jì)算了GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件。分析了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變均隨著變形溫度的升高而降低,同時(shí)隨著應(yīng)變速率的增大而升高。晶粒尺寸和析出相中粗大的γ’相對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件的影響小。γ’相含量和尺寸對(duì)臨界條件的影響很大,隨著γ’相含量的增大,臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變都呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);隨著析出相尺寸的增大,臨界應(yīng)力是先增大后減小的,臨界應(yīng)變呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì);但都是在30nm處取得了極值。析出相中小尺寸γ’相的百分含量對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件也有一定的影響,臨界應(yīng)力隨著小尺寸γ’相含量的增大而增大,臨界應(yīng)變隨著小尺寸γ’相含量的增大而減小。
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