鎳基高溫合金高溫變形行為及變形機理研究.pdf

1、高合金化鎳基變形高溫合金具有良好的高溫強度、抗氧化性、抗腐蝕性能、抗疲勞性能、斷裂韌性、塑性等綜合性能，且在較高溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性及可靠性。因此，鎳基高溫合金廣泛應用于火箭渦輪盤、飛機發(fā)動機的高溫轉動部件。
　　本文在國家重點基礎研究發(fā)展計劃“973”項目“高溫合金材料設計與制備的基礎研究”的支持下，與北京鋼鐵研究總院共同對“高合金化高溫合金塑性加工過程中的組織演變機理”進行研究，取得了如下的研究結果:
　　(1)通

2、過高溫壓縮模型實驗研究GH79合金、U720Li合金、GH4742合金在溫度為900～1150℃，應變速率為5×10-4～10s-1范圍內的高溫變形行為。結果表明:①上述三種合金在不同變形工藝條件下的應變速率敏感性指數(shù)m值、變形激活能Q值分別為0.072～0.254、341.57～2290.91 KJ/mol。當變形溫度為1100℃時，合金的m值達到最大值、Q值達到最小值。②通過多元線性回歸的方法得到三種合金的高溫變形本構方程。

3、　　(2) GH79合金、U720Li合金、GH4742合金在高溫變形過程中，隨著變形量的增大，晶粒尺寸逐漸減小。當變形溫度在1050～1100℃范圍內容易發(fā)生動態(tài)再結晶效應，形成細小等軸狀晶粒。當變形溫度為1100℃～1150℃時，合金在變形過程發(fā)生了MC+γ→M23C6+γ'和MC+γ→M6C+γ'的相變反應。同時，對三種合金的晶粒指數(shù)p值進行計算可以得出，晶粒指數(shù)p值均隨著變形溫度的升高呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，且在溫度為1100

4、℃時達到峰值。當溫度為1050℃、1100℃時，p值接近2.0，此時合金具有較好的高溫成形性能。
　　(3)通過對GEGEL、MALAS、PRASAD、MURTY、SEMIATIN五種不同失穩(wěn)判據(jù)的理論基礎及適用范圍的分析，并應用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術分別繪制GH79合金、U720Li合金、GH4742合金不同失穩(wěn)判據(jù)下的動態(tài)DMM熱加工圖。準確預報了合金在高溫變形過程中的適合加工區(qū)及流變失穩(wěn)區(qū)，從而優(yōu)化了合金的熱加工工藝參數(shù)。在此

5、基礎上，通過對不同變形條件下的金相顯微組織進行分析可以得出三種合金不同變形區(qū)域的變形機理。
　　(4)分別建立GH79合金、U720Li合金、GH4742合金高溫變形過程中的動態(tài)再結晶臨界應變模型、動態(tài)再結晶動力學模型、動態(tài)再結晶晶粒尺寸模型。并對三種合金變形過程中發(fā)生動態(tài)再結晶典型區(qū)域的動態(tài)再結晶機制進行分析。結果如下：GH79、GH4742合金隨著變形溫度的升高，動態(tài)再結晶機制分別為:孿生動態(tài)再結晶(TDRX)、連續(xù)動態(tài)再結晶

6、(DRX)、不連續(xù)動態(tài)再結晶(DDRX)。U720Li合金隨著溫度的升高，動態(tài)再結晶機制分別為:孿生動態(tài)再結晶(TDRX)、孿生動態(tài)再結晶(TDRX)和連續(xù)動態(tài)再結晶(DRX)共同作用、不連續(xù)動態(tài)再結晶(DDRX)。
　　(5)通過對A、L-M、R-W-S、含位錯數(shù)量的R-W-S變形機理圖這四種變形機理圖理論的分析與比較，繪制出變形溫度在900～1150℃范圍內的含位錯數(shù)量的R-W-S變形機理圖。運用上述變形機理圖對GH79合金、