Inconel 718合金δ相的析出及變形工藝的熱模擬研究.pdf

1、Inconel718合金是制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)和地面燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤的重要材料。隨著航空航天及工業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步提高Inconel718合金在其使用溫度下的強(qiáng)度和低周疲勞性能成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。對于Inconel718合金，制備組織均勻細(xì)小的合金鍛坯和渦輪盤鍛件是關(guān)鍵，其中δ相控制熱加工過程是獲得均勻細(xì)小組織的重要手段之一。本文分析了一般鍛造工藝及典型熱處理對鍛后混晶組織的影響，研究了δ相時(shí)效析出的特點(diǎn)及規(guī)律，通過熱壓縮模擬實(shí)驗(yàn)研究了

2、δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金的熱變形行為以及不同變形條件對δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金微觀組織的影響，探討了δ相在變形過程中的演變機(jī)制。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)等手段觀察和分析了相關(guān)顯微組織。
　　 研究結(jié)果表明，具有混晶組織的Inconel718合金在后續(xù)三種典型熱處理中晶粒不均勻的狀況得不到有效改善，通過熱變形手段能夠獲得均勻細(xì)小晶粒。
　　 對δ相時(shí)效析出的組織觀察表明，經(jīng)固溶處理后的

3、Inconel718合金δ相的析出峰在900℃；δ相隨時(shí)效時(shí)間的延長形貌由粒狀、短棒狀逐漸向長棒狀、針狀/片層狀生長；隨時(shí)效溫度的提高，析出δ相所需的保溫時(shí)間越長。
　　 對δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金的熱模擬試驗(yàn)研究結(jié)果表明，流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而減小，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金重要的軟化機(jī)制。δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金熱變形激活能為497.407KJ/mol，高溫壓縮峰

4、值流變應(yīng)力與變形溫度和應(yīng)變速率的關(guān)系可用雙曲正弦函數(shù)表示為：(ε)=4.177×1016[sinh(ασp)2.484]exp(-497407)
　　 對δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金高溫壓縮變形試樣的微觀組織分析結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度隨著應(yīng)變速率的減小而增大，晶粒尺寸也稍有增大；在本實(shí)驗(yàn)名義應(yīng)變70％，應(yīng)變速率0.01s-1條件下，δ相時(shí)效態(tài)Inconel718合金的晶粒尺寸和均勻性受溫度影響不明顯。通過預(yù)先析出δ相工藝

5、使Inconel718合金可以在較高的溫度(1050℃-980℃)和較低應(yīng)變速率(0.01s-1)下進(jìn)行熱加工變形獲得ASTM11級均勻細(xì)小的晶粒。δ相在70％的名義應(yīng)變下均得到了不同程度的球化。在變形過程中，δ相同時(shí)發(fā)生了變形斷裂和溶解斷裂，變形促進(jìn)了δ相的溶解斷裂。高溫有利于δ相的球化，應(yīng)變速率對δ相的影響與位錯(cuò)和原子擴(kuò)散時(shí)間有關(guān)。綜合考慮，建議δ相時(shí)效處理變形熱加工工藝為始鍛溫度：1020℃-1050℃，終鍛溫度：950℃-980