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GH4049沉淀強(qiáng)化鎳基高溫合金的熱變形行為及組織演變
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-09-14
GH4049合金是一種難變形的沉淀強(qiáng)化鎳基高溫合金，與前蘇聯(lián)的ЭИ929合金成分相近，其合金元素的固溶強(qiáng)化和γ'相的沉淀強(qiáng)化水平很高。在高溫下具有良好的抗氧化、抗熱腐蝕性能和良好的屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度。它主要應(yīng)用在具有高溫、復(fù)雜應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境中，例如制作航空發(fā)動機(jī)渦輪工作葉片。
? ?? ? GH4049合金是一種難變形的沉淀強(qiáng)化鎳基高溫合金，與前蘇聯(lián)的ЭИ929合金成分相近，其合金元素的固溶強(qiáng)化和γ'相的沉淀強(qiáng)化水平很高。在高溫下具有良好的抗氧化、抗熱腐蝕性能和良好的屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度。它主要應(yīng)用在具有高溫、復(fù)雜應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境中，例如制作航空發(fā)動機(jī)渦輪工作葉片。由于該合金熱加工參數(shù)范圍比較窄，在用作渦輪工作葉片熱鍛成形時，鍛件容易出現(xiàn)組織不穩(wěn)定和裂紋等缺陷，導(dǎo)致廢品率較高。因此，研究該合金在不同熱變形條件下的熱變形行為，對于獲得合格的優(yōu)質(zhì)鍛件具有重要意義。
研究人員通過GH4049合金的高溫壓縮實驗所得數(shù)據(jù)分析該合金的流變行為特征，建立一定熱變形參數(shù)范圍內(nèi)GH4049合金的本構(gòu)方程，并研究變形溫度和應(yīng)變速率對合金微觀組織的影響。
實驗所用原材料為GH4049合金熱軋棒材，原始組織主要由晶粒尺寸為10～30μｍ的等軸晶粒組成。棒材加工成Φ8mm×12mm的圓柱體試樣，試樣兩端加工有貯存高溫潤滑劑的淺槽，在Gleeble-1500試驗機(jī)上進(jìn)行等溫壓縮實驗。變形溫度為1090、1120、1150、1180℃，應(yīng)變速率為0.1、1、10、50s-1，最大變形程度約為60%。實驗過程中，試驗機(jī)自動采集和計算行程、載荷、應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。變形結(jié)束后水冷，然后將試樣沿縱向切開，經(jīng)研磨、拋光，再經(jīng)CuSO4（20g）+H2SO4（5ml)+HCl（50ml）+H20（100ml）溶液腐蝕后，在金相顯微鏡下觀察合金微觀組織。試驗結(jié)果表明：
（1）GH4049合金在不同條件下變形時，隨著應(yīng)變增加，發(fā)生了流變軟化現(xiàn)象，流變軟化的原因是合金在熱變形過程中發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶。隨著應(yīng)變速率減小，流動應(yīng)力達(dá)到峰值時的應(yīng)變及峰值應(yīng)力均減小。
（2）建立了GH4049合金高溫變形本構(gòu)方程，方程的計算值與實驗值吻合度較好，相對誤差均在8%以下，說明該方程準(zhǔn)確地描述了合金熱變形時的流變行為。
（3）變形溫度對GH4049合金微觀組織影響顯著。隨著溫度升高，動態(tài)再結(jié)晶更加充分，晶粒尺寸變大，晶粒組織均勻程度提高；隨著應(yīng)變速率的增加，晶粒尺寸先變小后增大。當(dāng)應(yīng)變速率為1s-1時晶粒組織較為細(xì)小。
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