無錫國勁合金有限公司專業(yè)供應高溫、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)供應商。
通過對DP工藝處理GH4169合金進行高溫熱壓縮試驗,研究DP工藝GH4169合金的熱變形行為。獲取通過熱壓縮實驗得到的δ相時效態(tài)GH4169合金高溫變形真應力-真應變數(shù)值曲線圖以及微觀組織試樣,分析其高溫變形行為。利用光學顯微鏡、掃描電鏡對高溫熱壓縮的DP工藝GH4169合金高溫變形過程組織演變特征進行研究,分析不同應變量、變形溫度和應變速率條件下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δ相的含量進行定量分析,觀察δ相的形態(tài)演變過程。建立熱壓縮后的δ相時效態(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)域時的高溫變形特性,分析其熱加工成形性能和其對應顯微組織之間的關系,優(yōu)化DP工藝處理GH4169合金的熱加工工藝參數(shù)。通過高溫熱壓縮實驗獲得了DP工藝處理GH4169合金的真應力-真應變曲線,數(shù)據(jù)分析表明GH4169合金高溫壓縮過程中存在加工硬化階段、動態(tài)軟化階段和流變應力趨于平穩(wěn)的穩(wěn)態(tài)階段。通過真應力-真應變曲線獲得流變數(shù)據(jù),根據(jù)峰值應力界定的兩個階段,建立了新型本構方程,通過引入標準統(tǒng)計參數(shù)：相關系數(shù)和平均相對誤差值,計算結果表明預測值和實際試驗數(shù)值吻合度較高,所建立的本構方程可以用于預測DP工藝處理GH4169合金不同溫度、應變速率、變形量條件下的實際應力值。通過觀察金相顯微組織發(fā)現(xiàn),隨著變形溫度的升高或應變速率的降低,經(jīng)DP工藝處理的GH4169合金中的δ相含量逐漸減少,合金動態(tài)再結晶晶粒尺寸逐漸增大,用截線法統(tǒng)計了晶粒尺寸大小,通過與Z值的關系擬合出了預測晶粒尺寸的公式；用截線法統(tǒng)計了6相含量,利用X-Ray衍射測定了6相的含量,確定了截線法的可行性,并且進一步驗證了δ相含量的變化規(guī)律。通過對應變量為1.3的功率耗散圖、顯微組織和應變和耗散數(shù)值的關系曲線及差值圖進行分析獲得三個在峰值區(qū)內(nèi)是功率耗散系數(shù)較高的區(qū)域,尋找到三個耗散數(shù)值浮動小的加工條件；對應變量為1.3的流變失穩(wěn)圖、顯微組織和不同應變下失穩(wěn)系數(shù)和應變速率的關系曲線進行分析,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相含量少而且再結晶晶粒較大,尋找到三個耗散系數(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觀察了標準熱處理后B和P微合金化GH984合金的微觀組織,并研究了B和P微合金化對合金力學性能的影響.結果表明:B或P的微合金化對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的添加對合金的室溫和700℃拉伸強度無明顯影響,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,相對單獨添加B,B和P的同時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,通過對δ相百分含量進行定量分析,得出了δ相的溶解和析出曲線。通過高溫拉伸試驗,系統(tǒng)地研究了固溶態(tài)以及固溶δ相時效態(tài)GH4169合金的高溫拉伸變形行為,得出了流變應力與熱變形參數(shù)之間的關系以及材料的應變速率敏感因數(shù);采用金相、EBSD、TEM等分析手段,探討了變形溫度和應變速率對GH4169合金變形組織的影響。對固溶態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時間條件下的微觀組織觀察結果表明,隨著保溫時間的延長,δ相的數(shù)量逐漸增多并zui終達到穩(wěn)態(tài)。δ相的析出動力學參數(shù)表明,δ相的析出峰值溫度在900?C附近。δ相存在對GH4169合金布氏硬度值影響不大。對固溶δ相時效態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時間條件下的微觀組織觀察結果表明,溫度越高,δ相溶解速率越大,在溫度為1035?C時δ相能*溶解。對GH4169合金的高溫拉伸試驗結果表明,動態(tài)再結晶是GH4169合金高溫拉伸變形過程中的重要軟化機制;通過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合金拉伸變形過程中流變應力與熱變形參數(shù)之間的關系可用以下方程來描述:σp=178.57sinh-1[(1.3×10-15Z)]-4.025固溶δ相時效態(tài)GH4169合金拉伸變形過程中流變應力與熱變形參數(shù)之間的關系可用以下方程來描述:σp=178.57sinh-1[(6.25×10-17Z)]-4.49對GH4169合金高溫拉伸試樣的微觀組織分析表明,應變速率越降低、變形溫度越高,動態(tài)再結晶的體積份數(shù)越大。δ相使GH4169合金高溫變形的峰值應變降低。表明δ相促進了GH4169合金動態(tài)再結晶過程的進行。
隨著無錫國勁合金有限公司事業(yè)的發(fā)展,GH4742合金由于強化相含量的增加,使用溫度更高(550℃~800℃),具有優(yōu)良的高溫力學性能,廣泛用于無錫國勁合金有限公司發(fā)動機渦輪盤、承力環(huán)、壓氣機盤、緊固件和其它零部件。眾多學者對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;熱變形行為、動態(tài)再結晶影響因素、形核機制以及模型構建;不同熱處理制度對合金組織和性能的影響等方面,但對GH4742合金的微觀組織是如何影響高溫流動應力、加工硬化率以及動態(tài)再結晶臨界條件的研究較少。因此,通過鎳基高溫合金流動應力計算模型研究合金的高溫塑性變形行為對于變形工藝參數(shù)的優(yōu)化以及組織的預測控制顯得尤為重要。本文采用鎳基高溫合金流動應力計算模型來計算GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的真應力-應變曲線。首先通過實驗和理論計算得到的峰值應力和屈服應力進行對比分析,驗證了理論計算模型在計算GH4742鎳基合金高溫拉伸真應力-應變曲線具有可行性。然后依據(jù)固溶處理得到的不同微觀組織計算并繪制了不同組織下的真應力-應變曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金具有很強的溫度和應變速率敏感性。γ’相的尺寸和含量對真應力-應變曲線的影響zui大,γ’相存在一個臨界質(zhì)點尺寸,在臨界質(zhì)點處合金的強度取得了zui大值,對于析出相中是否混有粗大γ’相,小尺寸γ’相的尺寸對應力的影響規(guī)律相同。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸對真應力-應變曲線的影響都非常小。在真應力-應變曲線的基礎上,計算了不同變形條件和組織下的加工硬化率與應力的關系曲線。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’相的尺寸對加工硬化率曲線的影響很小。γ’相含量和尺寸對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;γ’相尺寸所對應的應力值越大,越容易出現(xiàn)加工硬化第V階段。基于加工硬化率曲線的拐點特征,計算了GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的動態(tài)再結晶臨界條件。分析了動態(tài)再結晶臨界應力和臨界應變均隨著變形溫度的升高而降低,同時隨著應變速率的增大而升高。晶粒尺寸和析出相中粗大的γ’相對動態(tài)再結晶臨界條件的影響小。γ’相含量和尺寸對臨界條件的影響很大,隨著γ’相含量的增大,臨界應力和臨界應變都呈現(xiàn)增大的趨勢;隨著析出相尺寸的增大,臨界應力是先增大后減小的,臨界應變呈現(xiàn)出相反的趨勢;但都是在30nm處取得了極值。析出相中小尺寸γ’相的百分含量對動態(tài)再結晶臨界條件也有一定的影響,臨界應力隨著小尺寸γ’相含量的增大而增大,臨界應變隨著小尺寸γ’相含量的增大而減小。
