δ相對(duì)GH4169合金高溫變形及再結(jié)晶行為的影響.pdf

1、本文研究了GH4169合金中δ相的靜態(tài)溶解演變規(guī)律，分析了δ相的靜態(tài)溶解過(guò)程并探討了其動(dòng)力學(xué)機(jī)制。通過(guò)熱模擬試驗(yàn)，分別建立了固溶態(tài)和δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的本構(gòu)關(guān)系方程，探討了δ相對(duì)GH4169合金熱加工性能的影響。利用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)和透射電鏡（TEM）等分析手段，研究了不同變形條件下固溶態(tài)和δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的微觀組織演化過(guò)程，分析了其動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制，并探討了δ相對(duì)G

2、H4169合金高溫變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的影響。根據(jù)動(dòng)態(tài)材料模型，分別得出了固溶態(tài)和δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的熱加工圖，確定了兩種狀態(tài)合金熱加工的穩(wěn)定區(qū)和失穩(wěn)區(qū)，并提出了建議的工藝參數(shù)。
　　研究結(jié)果表明，在溫度為980oC和1000oC時(shí)，δ相的溶解量可達(dá)到穩(wěn)定值；而在溫度為1015oC、1025oC和1035oC時(shí)，δ相持續(xù)溶解。針狀δ相在溶解過(guò)程中的形貌特征變化分為兩個(gè)階段，初期的變化主要表現(xiàn)為長(zhǎng)針狀δ相溶解成為短針狀乃至球狀

3、，后期的溶解過(guò)程主要為短針狀及球狀δ相尺寸的減小。長(zhǎng)針狀δ相的溶解主要受Ni或Nb原子的長(zhǎng)程擴(kuò)散過(guò)程所控制，可用一維原子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型來(lái)描述；球狀δ相的溶解主要受界面反應(yīng)過(guò)程所控制，可用三維界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)描述。
　　固溶態(tài)和δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的高溫壓縮熱模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，雙曲正弦函數(shù)適合于描述兩種狀態(tài)合金流變應(yīng)力與變形條件之間的關(guān)系，其變形激活能分別為443kJ/mol和467kJ/mol。預(yù)析出δ相降低了GH416

4、9合金高溫變形的穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力和峰值應(yīng)變，提高了合金峰值應(yīng)力后的流變軟化程度。固溶態(tài)GH4169合金的高溫變形機(jī)制是以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主，伴隨著位錯(cuò)的攀移過(guò)程；預(yù)析出δ相改變了GH4169合金的高溫變形機(jī)制，提高了合金高溫變形的表觀激活能和表觀激活體積。同時(shí)，預(yù)析出δ相提高了GH4169合金的高溫變形延伸率，對(duì)合金高溫成型性能起到有益作用。
　　固溶態(tài)GH4169合金高溫壓縮變形試樣的微觀組織分析結(jié)果表明，合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸dDR

5、X和大角晶界頻率fHAB均可用Z參數(shù)來(lái)定量描述。合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制與Z參數(shù)值密切相關(guān)。在低Z值條件下，其主要形核機(jī)制為伴隨著孿生的原始晶界的弓出機(jī)制；在高Z值條件下，原始晶界附近的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制主要為伴隨著亞晶旋轉(zhuǎn)的弓出機(jī)制，原始晶粒內(nèi)部的形核主要集中在形變帶上；同時(shí)，連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶也會(huì)在合金的局部區(qū)域發(fā)生。
　　δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金高溫壓縮變形試樣的微觀組織分析結(jié)果表明，δ相在高溫變形條件下的動(dòng)態(tài)溶解速度遠(yuǎn)大于其

6、在靜態(tài)條件下的溶解速度。預(yù)析出δ相在一定程度上減小了GH4169合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸。預(yù)析出δ相改變了GH4169合金高溫變形的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制，δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制主要有δ相誘發(fā)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核和晶界弓出形核。
　　固溶態(tài)和δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的熱加工圖分析結(jié)果表明，兩種狀態(tài)合金在中、低應(yīng)變速率區(qū)均具有三個(gè)典型的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū)域。固溶態(tài)GH4169合金的始鍛建議在應(yīng)變速率為10-2.7～10-1.

7、5s-1、變形溫度為1087.5～1100?C的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行；終鍛建議在應(yīng)變速率為10-2.5～10-1.5s-1、變形溫度為1000～1065?C的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。在應(yīng)變速率為10-0.25～1s-1、變形溫度為950～1100?C的區(qū)域，固溶態(tài)GH4169合金發(fā)生流變失穩(wěn)，失穩(wěn)的發(fā)生與局部塑性流動(dòng)引發(fā)的裂紋形成有關(guān)。δ相時(shí)效態(tài)GH4169合金的熱加工建議在應(yīng)變速率為10-2.5～10-1.5s-1、變形溫度為950～1015?C的區(qū)域內(nèi)進(jìn)