U720Li鎳基高溫合金熱變形行為及加工圖研究.pdf

1、隨著我國綜合國力增強，我國開始加大對航空航天領域關鍵部位和核心部件材料的制備、成形、加工等技術的研究。高溫合金的發(fā)展是航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣輪機發(fā)展的重要保證，是航天、能源、交通運輸和化學工業(yè)的重要材料，也是現(xiàn)代國防建設和國民經(jīng)濟發(fā)展不可替代的關鍵材料。U720Li合金是一種γ'[Ni3(Al，Ti)]增強鎳基高溫合金，具有優(yōu)良的力學性能和抗熱應力腐蝕裂紋性能，主要應用于渦輪盤、飛機發(fā)動機的高溫傳動部件。
　　本文通過在Gleebl

2、e-1500熱模擬機上對U720Li合金進行一系列的塑性壓縮試驗，獲得了該合金在高溫壓縮變形時的微觀組織以及力學實驗數(shù)據(jù)。對試驗后的組織進行微觀分析，同時探討了其真應力-真應變曲線的特點，應變速率、變形溫度等熱變形參數(shù)對合金流動應力的影響，對該合金的應變速率敏感性指數(shù)m、熱變形激活能Q進行計算分析，并在此基礎上通過線性回歸方法得到該合金的Arrhenius本構方程。應用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術對實驗數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡訓練，對訓練后的數(shù)據(jù)進行功率耗

3、散率因子以及流變失穩(wěn)值的計算從而繪制出動態(tài)材料模型的DMM加工圖。上述研究工作對于U720Li合金工藝制定和理論模擬具有重要的實踐意義和理論價值。具體研究結論如下:
　　(1)通過金相顯微鏡對變形后的試樣進行組織觀察，對比不同溫度、應變速率下的組織形貌。U720Li合金在變形過程中，軟化機制為動態(tài)再結晶。隨著變形量的增大，再結晶晶粒尺寸逐漸降低;隨著溫度升高，再結晶晶粒明顯長大;隨著應變速率的增加，再結晶晶粒更加細小，應變速率越低

4、，再結晶發(fā)生的越充分。相變過程是γ+γ'雙相組織逐漸向γ'單相轉(zhuǎn)變。
　　(2)U720Li合金是一種對溫度和應變速率比較敏感的合金，其流變應力曲線表現(xiàn)為應力峰值和變形軟化特性，U720Li合金熱壓縮變形時的流變應力隨著應變速率的降低和溫度的升高而降低。
　　(3)根據(jù)真應力-真應變曲線數(shù)據(jù)計算出應變速率敏感性指數(shù)m值和激活能Q值，結果表明在溫度為1000℃～1150℃范圍內(nèi)m值在0.2左右，表明U720Li合金具有一定的高

5、溫塑性。該合金在不同變形參數(shù)下的變形激活能范圍在477kJ/mol～830kJ/mol之間。
　　(4)在Arrhenius方程的基礎上，采用三次多項式擬合，經(jīng)過多元線性回歸后得出該合金的本構方程為:lnσ=-5.75803-0.89422lnε-0.25726(lnε)2-0.02107(lnε)3+0.19895 ln(ε)-0.00183(ln(ε))2+0.00177(ln(ε))3+14.306221/T-0.14879