高強(qiáng)度高溫合金螺栓成形工藝優(yōu)化及組織演變規(guī)律研究.pdf

1、Inconel718合金屬于鎳基高溫合金，因?yàn)閾碛斜容^優(yōu)秀的抗氧化性和抗熱腐蝕性能、高溫力學(xué)性能、疲勞性能，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于能源、化工和航空航天領(lǐng)域。而且，Inconel718合金也是一種比較難變形的材料，其組織與性能對(duì)熱變形工藝參數(shù)都十分敏感。本文以固溶態(tài)Inconel718合金為研究對(duì)象，通過不同溫度，不同應(yīng)變速率進(jìn)行熱模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的曲線進(jìn)行溫度修正，最后計(jì)算出流變應(yīng)力和熱變形參數(shù)之間的關(guān)系方程，并利用動(dòng)態(tài)材料模型建立熱

2、加工圖，研究固溶態(tài)Inconel718合金的熱變形行為并且優(yōu)化其熱加工工藝參數(shù)。根據(jù)熱壓縮實(shí)驗(yàn)，利用線性回歸方法建立該Inconel718合金的本構(gòu)方程和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型，并利用 Deform-3D有限元分析軟件對(duì) Inconel718合金螺栓的成形過程進(jìn)行有限元模擬。同時(shí)研究了固溶處理對(duì)Inconel718合金微觀組織及硬度值的影響，主要研究結(jié)果如下：
　　1.在變形溫度為950～1150℃,應(yīng)變速率為0.1～10s-1，最大下壓

3、量為70％的條件下，對(duì)Inconel718合金進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn)，并繪制出不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線。對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行修正，說明熱壓縮過程中變形溫升的影響不可忽略,其影響隨著真應(yīng)變的增加和應(yīng)變速率的降低而更加顯著，通過對(duì)變形溫升的修正,變形溫升隨變形能的增大呈線性變化趨勢(shì)。在應(yīng)變速率為10s-1時(shí)，在壓縮過程中產(chǎn)生了很高的溫升，誤差值最大達(dá)到177℃。溫度修正后的流變應(yīng)力比實(shí)驗(yàn)所得的流變應(yīng)力都有明顯增大。

4、>　　2.通過線性回歸分析，采用Sellars和Tegart提出的雙曲正弦形式的本構(gòu)方程獲得Inconel718合金的熱變形激活能為Q=401.498KJ/(mol?℃)，獲得的流變應(yīng)力本夠方程為：(此處為公式)
　　3.通過分析修正后的流動(dòng)應(yīng)力曲線獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并基于動(dòng)態(tài)材料模型和Prasad判據(jù)，獲得不同變形溫度及應(yīng)變速率下的應(yīng)變速率敏感性指數(shù)及能量耗散效率，繪制出Inconel718合金的熱加工圖。通過熱加工圖分析和顯微組織

5、觀察，研究Inconel718合金的微觀組織變化。結(jié)果表明：真應(yīng)變?yōu)?.1時(shí)，加工圖出現(xiàn)兩個(gè)效率峰區(qū)，隨著真應(yīng)變的增加，兩個(gè)峰區(qū)逐漸向高變形溫度低應(yīng)變速率方向移動(dòng)。從獲得均勻細(xì)小的變形組織的角度考慮Inconel718合金的熱加工區(qū)域應(yīng)該選擇在應(yīng)變速率為5-10s-1，變形溫度為950-1030℃的工藝參數(shù)。
　　4.通過組織模擬可知在溫度為1000℃，應(yīng)變速率為5s-1時(shí)，晶粒比較均勻細(xì)小，為最佳的成型工藝
　　5.不同固