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GH4049合金的热变形行为及组织演变

来源:http://www.3434n.com 作者: 发表时间 : 2019-03-16 16:06 浏览 :

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  GH4049合金是一种难变形的沉淀强化镍基高温合金,与前苏联的ЭИ929合金成分相近,其合金元素的固溶强化和γ相的沉淀强化水平很高。在高温下具有良好的抗氧化、抗热腐蚀性能和良好的屈服强度、抗张强度、蠕变强度。它主要应用在具有高温、复杂应力和腐蚀介质环境中,例如制作航空发动机涡轮工作叶片。由于该合金热加工参数范围比较窄,在用作涡轮工作叶片热锻成形时,锻件容易出现组织不稳定和裂纹等缺陷,导致废品率较高。因此,研究该合金在不同热变形条件下的热变形行为,对于获得合格的优质锻件具有重要意义。

  研究人员通过GH4049合金的高温压缩实验所得数据分析该合金的流变行为特征,建立一定热变形参数范围内GH4049合金的本构方程,并研究变形温度和应变速率对合金微观组织的影响。

  实验所用原材料为GH4049合金热轧棒材,原始组织主要由晶粒尺寸为10~30μm的等轴晶粒组成。棒材加工成Φ8mm×12mm的圆柱体试样,试样两端加工有贮存高温润滑剂的浅槽,在Gleeble-1500试验机上进行等温压缩实验。变形温度为1090、1120、1150、1180℃,应变速率为0.1、1、10、50s-1,最大变形程度约为60%。实验过程中,试验机自动采集和计算行程、载荷、应力和应变数据。变形结束后水冷,然后将试样沿纵向切开,经研磨、抛光,再经CuSO4(20g)+H2SO4(5ml)+HCl(50ml)+H20(100ml)溶液腐蚀后,在金相显微镜下观察合金微观组织。试验结果表明:

  (1)GH4049合金在不同条件下变形时,随着应变增加,发生了流变软化现象,流变软化的原因是合金在热变形过程中发生了动态再结晶。随着应变速率减小,流动应力达到峰值时的应变及峰值应力均减小。

  (2)建立了GH4049合金高温变形本构方程,方程的计算值与实验值吻合度较好,相对误差均在8%以下,说明该方程准确地描述了合金热变形时的流变行为。

  (3)变形温度对GH4049合金微观组织影响显著。随着温度升高,动态再结晶更加充分,晶粒尺寸变大,晶粒组织均匀程度提高;随着应变速率的增加,晶粒尺寸先变小后增大。当应变速率为1s-1时晶粒组织较为细小。

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