無錫國(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。
347不銹鋼為了獲得不同沉淀硬化相作用的高溫合金在高溫長(zhǎng)期時(shí)效過程中的組織穩(wěn)定性的對(duì)比規(guī)律,對(duì)3種應(yīng)用的高溫合金GH4169、GH4169plus、GH4738經(jīng)720℃時(shí)效后的顯微組織和硬度變化進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,合金的組織穩(wěn)定性與晶界相和彌散強(qiáng)化相有關(guān),晶界碳化物較晶界δ相穩(wěn)定,γ’相較γ″相有更好的穩(wěn)定性,但同為γ’相,組織穩(wěn)定性還與其和基體的錯(cuò)配度有關(guān)。隨著無錫國(guó)勁合金有限公司航天行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)GH4169高溫合金試件的使用性能以及尺寸精度的要求越來越高。GH4169合金室溫塑性很好，但是該合金強(qiáng)度、硬度高，冷成形時(shí)的變形抗力和彈性恢復(fù)比較大，而采用熱成形的成形方法可以降低變形抗力，減小彈性恢復(fù)，提高成形精度。本文對(duì)GH4169高溫合金板材的高溫變形行為、顯微組織演變規(guī)律以及熱成形工藝進(jìn)行了研究。通過GH4169合金的高溫拉伸試驗(yàn)，得到了GH4169高溫合金的材料參數(shù)以及本構(gòu)方程，并分析了在不同溫度，不同變形量下的GH4169高溫合金的組織變化情況。討論了GH4169高溫合金板材在不同加熱時(shí)間下的晶粒演變規(guī)律，得到了晶粒長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)方程。進(jìn)行了GH4169高溫合金試件的熱成形過程的有限元模擬，根據(jù)模擬結(jié)果確定了工藝參數(shù)，并進(jìn)行了熱成形試驗(yàn)，zui后對(duì)試件成形質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。進(jìn)行了GH4169高溫合金板材熱拉伸試驗(yàn)，通過線性回歸的方法得到了GH4169高溫合金在高溫拉伸時(shí)應(yīng)變速率以及變形溫度對(duì)峰值流動(dòng)應(yīng)力的影響，lnσp和lnε、σp和lnε、lnsinh(ασp)和lnε以及l(fā)nsinh(ασp)和1000/T之間都呈線性關(guān)系，其中l(wèi)nsinh(ασp)和lnε的平行度，因此選用雙曲正弦模型描述GH4169合金，并得到了其本構(gòu)方程。進(jìn)行了GH4169高溫合金板材在不同保溫時(shí)間的顯微組織分析，可知溫度越高，晶粒的生長(zhǎng)速度越快；保溫時(shí)間越短，晶粒的生長(zhǎng)速度越快，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，晶粒的生長(zhǎng)速度逐漸放緩。對(duì)GH4169高溫合金在不同加熱溫度，不同變形量的拉伸顯微組織進(jìn)行了觀察。在拉伸時(shí)，GH4169合金組織的方向性不明顯，隨著溫度的升高晶粒長(zhǎng)大，隨著變形量的增加晶粒細(xì)化。使用DEFORM3D對(duì)GH4169高溫合金熱成形過程進(jìn)行了有限元模擬，選定了壓下速度為25mm/s，出爐溫度為1020℃。并根據(jù)選定的工藝參數(shù)進(jìn)行了熱成形試驗(yàn)，進(jìn)行了成形件尺寸精度分析。分析成形缺陷，考慮線膨脹系數(shù)的影響對(duì)模具的尺寸和相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行了修正，完善熱成形試驗(yàn)過程，得到了精度和微觀組織符合要求的成形件。
作為鐵-鎳-鉻基高溫合金,GH4169合金因其優(yōu)異的性能和廣泛的用途,在高溫合金用量中占據(jù)重要的位置。熱軋棒材是GH4169合金的主要冶金產(chǎn)品,其生產(chǎn)方式正實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的橫列式軋制生產(chǎn)向、的熱連軋方式邁進(jìn)。熱連軋過程中,坯料的加熱溫度、軋制規(guī)程以及軋后的冷卻與固溶方式等因素會(huì)直接影響產(chǎn)品的微觀組織與性能。本文以特種合金與高合金鋼熱連軋生產(chǎn)線上GH4169合金圓鋼的熱連軋過程為研究對(duì)象,建立了該合金等溫和加熱過程的晶粒長(zhǎng)大模型、熱連軋過程的流變應(yīng)力模型、熱連軋過程熱力耦合有限元分析模型、描述合金可加工性的加工圖等,系統(tǒng)地分析了熱連軋過程的加熱、軋制和軋后冷卻工藝。具體內(nèi)容如下：(1)以GH4169合金原始方坯提供的金相組織為前提,基于小試樣在不同溫度、不同保溫時(shí)間下獲得金相組織所提供的晶粒尺寸,回歸等溫條件和非等溫條件下的晶粒長(zhǎng)大模型,其有效性在實(shí)驗(yàn)范圍和實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行了驗(yàn)證。(2)以GH4169合金粗化(接近軋制前的組織)后的金相組織為前提,利用圓柱體單軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲得不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,回歸和驗(yàn)證了滿足有限元計(jì)算所需要的流變應(yīng)力模型,結(jié)合該合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型確立了熱連軋過程的流變應(yīng)力模型,達(dá)到綜合考慮組織軟化的熱力耦合作用的目的。(3)以彈塑性大變形有限元理論為基礎(chǔ),以大型有限元分析軟件ANSYS10.0/LS-DYNA為開發(fā)平臺(tái),綜合考慮熱連軋過程GH4169合金的溫度場(chǎng)模型、流變應(yīng)力模型、組織演變模型和各種初始條件、邊界條件建立該合金圓鋼熱連軋過程的熱力耦合分析模型,該模型的有效性在合金的一個(gè)實(shí)際軋制過程(初軋開坯過程和熱連軋過程)得到了驗(yàn)證。(4)選取軋件中間斷面及斷面上的節(jié)點(diǎn)和單元作為分析對(duì)象,利用所建立的有限元模型對(duì)該斷面在圓鋼熱連軋過程中等效應(yīng)變、等效應(yīng)變速率、等效應(yīng)力、溫度和晶粒尺寸等變量的變化進(jìn)行數(shù)值模擬。分析了中間方坯初始溫度、初始速度(與各機(jī)架軋制速度相匹配)對(duì)上述各變量的影響,找出控制熱連軋工藝的關(guān)鍵。(5)根據(jù)圓柱體單軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲得的不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,基于動(dòng)態(tài)材料模型理論,制作了用于圓鋼熱連軋過程工藝分析的加工圖,分析了GH4169合金變形過程中的穩(wěn)定性問題,發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度條件以及實(shí)現(xiàn)熱連軋的可能性。(6)綜合加工圖與有限元分析的結(jié)果,初步制定GH4169合金的熱連軋工藝如下：隧道式加熱爐的加熱溫度為1050±5℃,加熱的時(shí)間控制在2～5min；圓鋼成品道次為第4～6道次時(shí),中間方坯的初始速度控制在0.15～0.35m·s-1之間；圓鋼成品道次為第7～10道次時(shí),中間方坯的初始速度控制在0.15～0.25m·s-1之間；圓鋼成品道次為第11～16道次時(shí),中間方坯的初始速度控制在≤0.15m·s-1。(7)利用圓柱體試樣在熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上模擬了三種軋后冷卻和固溶方式(空冷至室溫,然后重新加熱進(jìn)行固溶處理；水冷至室溫,然后重新加熱進(jìn)行固溶處理；爐冷至固溶溫度直接進(jìn)行固溶處理,即在線固溶)對(duì)合金晶粒細(xì)化效果和δ相析出效果的影響。從實(shí)驗(yàn)角度確定“在線固溶”為無錫國(guó)勁合金有限公司的軋后冷卻和熱處理方式。
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