超高强Cr-Co-Mo-Ni-W不锈钢热变形行为研究

在Gleeble．1500型热模拟机上对超高强Cr-Co-Mo-Ni—W不锈钢进行了等温等应变速率的热压缩试验，试验条件为900℃≤T≤1150℃、0．01s-1≤ε≤10s-1。根据试验所采集的数据，绘制了高温下应力-应变关系曲线；并观察了变形后试样的显微组织；通过计算建立了材料热变形本构方程。结果表明：材料的流动应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而增大；动态回复和动态再结晶分别在材料变形的不同阶段起主导作用；超高强Cr-Co—Mo-Ni-W不锈钢的再结晶温度在1100～1150℃，其热变形激活能值为318．5kJ／mol。

GH710合金盘件超声检测杂波水平与组织特征分析

分析了挤压+等温锻造工艺联合成形的GH710合金盘件在热处理前后的超声检测杂波水平,并对超声检测单显信号进行了定位及多层次切片金相组织观察。结果表明:热处理引起的晶粒长大,使得GH710合金盘件在热处理前后的杂波水平差异较大,而热处理前的杂波水平差异较小,有利于对内部冶金缺陷的检测。单个粗大晶粒是盘件热处理前后产生单显信号的主要原因,单个粗大晶粒尺寸不超过1.3mm,满足技术条件中对单个粗大晶粒小于1.5mm的要求,且未发现影响盘件使用安全的冶金类缺陷存在。

TC6钛合金热处理工艺研究

TC6钛合金经4种典型热处理后,材料性能存在较大的差异,经固溶时效和双重退火处理后材料强度最高、而塑性最低;经普通退火和等温退火后强度降低而塑性较高,TC6钛合金进行等温退火和双重退火热处理时,冷却方式和退火温度对合金性能有较大的影响。在制定TC6钛合金热处理工艺时,可以通过选择合适的冷却方式和退火温度,使合金获得需要的性能。

基于Pro/E的摆动辗压摆头的运动轨迹仿真

论述了摆动辗压机中摆头的结构,并用Pro/E对摆头结构简化建模,同时进行了运动学仿真,对摆辗机结构、传动系统设计和摆辗工艺的合理应用具有指导意义。

FGH96合金热挤压棒材超塑性研究

对热挤压FGH96合金棒材超塑性进行了研究,结果表明:挤压FGH96合金在1050℃和1100℃的变形温度下具有良好的超塑性,在变形温度为1100℃初始应变速率为3.33×10-4s-1进行超塑拉伸时,伸长率可以达到405%,流变应力降低到32MPa。显微组织分析表明,FGH96合金经控制冷却速度的预热处理后,合金中γ′相尺寸及间距较大,能够促进合金在后续变形过程动态再结晶的发生,并阻碍晶粒快速长大。FGH96合金在挤压变形后发生了明显的动态再结晶,但由于再结晶进行的不充分,晶粒内部仍存在大量变形亚结构,这种亚稳态组织在超塑变形过程中通过进一步回复和再结晶,可以获得平均晶粒尺寸为10μm左右的等轴、均匀、稳定的细晶组织,使合金具有良好的超塑性。

TC6钛合金变形及热处理组织性能研究

研究TC6合金在960℃变形时不同变形程度、不同热处理制度,并对室温拉伸性能进行了测试。结果表明,经过不同变形程度后组织发生了变化,变形量越大晶粒组织越细小。等温退火后塑性较高,强度较低;固溶时效处理后强度明显提高,而塑性低于等温退火状态。

不锈钢锻造用玻璃防护润滑剂

玻璃防护润滑剂是降低锻压过程中锻件与模具的摩擦、防止锻件表面氧化和合金元素贫化、同时隔离锻件与模具之间热传导的独特工艺材料。本文采用复合玻璃的设计思想,研制出了在850～1180℃温度范围内不锈钢锻造用玻璃防护润滑剂。采用试烧法研究了复合玻璃润滑剂随温度的变化规律;根据不锈钢材料锻造加热条件,测试了玻璃润滑剂在金属坯料表面的防护性能,并对复合玻璃润滑在不锈钢锻造变形时的润滑机理进行了分析。

直齿锥齿轮毛坯形状摆辗成形三维数值模拟

利用三维有限元软件DEFORM-3D,在变形瞬间状态及力学量场可视化环境下,模拟了3种相同体积的毛坯形状成形时对填充质量的影响,得到了摆辗载荷-时间曲线以及成形过程的变形速度分布图。数值模拟分析结果表明:采用圆鼓毛坯时齿轮充填性良好;锥形毛坯中部局部"缺肉";圆柱毛坯的充填质量与锥形毛坯的充填质量相似,但稍好些。这对摆辗工艺的合理制订具有一定的理论意义。

GH4080A高温合金热变形中的动态再结晶预测

在变形温度1000~1060℃、应变速率0.1~50·s^(-1)下,对GH4080A合金进行热模拟压缩实验,分析了合金不同热变形参数下的变形行为。基于合金在热变形过程中加工硬化、动态回复和动态再结晶软化的平衡原理,确定了临界应变、峰值应变与Zener-Hollomon参数关系式,计算了合金在热变形过程中的动态再结晶体积分数,建立了合金的动态再结晶体积分数模型,量化预测了不同热变形参数动态再结晶发生比例。结果表明:模型预测动态再结晶体积分数与实验结果基本一致,为GH4080A合金的锻造工艺参数优化提供了理论依据。

氧化铁粉末致密化研究

以氧化铁粉末为研究对象,研究了复合添加剂CaCO3-SiO2以及烧结温度对粉末冶金件密度的影响规律。实验结果表明:采用325目氧化铁粉末,0.5wt%CaCO3、0.4wt%SiO2以及1240℃的烧结温度,可以获得最佳的零件密度。

热变形和热处理对GH4080A高温合金微观组织演化的影响

对GH4080A高温合金进行热变形及后续的热处理试验,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察热变形和热处理后合金的显微组织,研究热变形参数和热处理参数对GH4080A合金组织演化的影响规律。结果表明:GH4080A合金在1030~1070℃内进行热处理时,晶粒尺寸变化不大;随着热处理时间的延长,可以促进合金内部元素重新分布,但不会影响晶粒尺寸大小;GH4080A合金大变形区晶粒在热处理后会发生异常长大,而小变形区晶粒生长量较小;随着应变速率的增加,GH4080A合金热处理后组织不均匀,晶粒粗大;变形温度对GH4080A合金热处理后组织的影响规律比较复杂,原始粗大晶粒在较低温度下动态再结晶不充分,热处理后会残留粗晶,在较高温度下动态再结晶充分,但温度过高会导致热处理后晶粒长大。

固溶处理对挤压/等温锻复合工艺制备的GH710合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及化学相分析等方法,研究了采用铸锭挤压/等温锻复合工艺制备的GH710合金经不同固溶温度热处理后的显微组织特征、室温拉伸和高温持久性能。结果表明,固溶温度对合金次生MC型碳化物和γ'相的影响显著。随着固溶温度升高,合金的次生MC型碳化物溶解度增大,钉扎晶界作用减弱,晶粒尺寸增大,室温拉伸性能降低;同时,固溶温度升高,使合金一次γ'相减少,二次γ'相增加,增加位错的绕越路径,提高合金持久寿命。为使合金获得良好的室温拉伸和高温性能匹配,固溶温度应控制在1170~1180℃;在标准热处理制度下,合金的抗拉强度达到1332 MPa,伸长率达到11.7%,表现出优异的强度和塑性。

GH4080A合金双道次等温压缩致热处理晶粒异常长大研究

在温度1000~1060℃、应变速率0.1~10 s^(-1)下,对GH4080A合金进行了总变形量一致的单、双道次热模拟压缩试验。分析了合金不同道次流变行为,揭示了双道次变形导致热处理晶粒异常长大机制。结果表明:在单、双道次热压缩变形中,随变形温度升高和应变速率减小,GH4080A合金流变应力减小。但由于双道次变形停留发生了亚动态再结晶,第二道次流变应力总是略低于第一道次。通过应力变化计算了合金不同变形参数下的亚动态再结晶率,发现升高变形温度、提高应变速率都会增大亚动态再结晶软化率;而亚动态再结晶软化率越高,热处理后出现晶粒异常长大的概率越大。这主要与双道次间歇期组织内γ’强化相减少、不能有效钉扎晶界迁移有关。

均匀化热处理对电子束熔丝增材制造GH4169合金组织和性能的影响

采用直径为¢2 mm的GH4169合金丝材进行电子束熔丝增材制造,制备出尺寸为150 mmx 120 mmx75 mm的沉积试块。研究了不同均匀化处理温度对沉积试样组织和力学性能的影响。结果显示,当均匀化温度为1020〜1060°C,组织内部出现再结晶组织,晶粒尺寸不均匀;当均匀化温度为1100°C,Laves相完全回溶,元素偏析基本消除,晶粒平均尺寸长大到212 pun;当均匀化温度为1180°C,合金偏析元素完全均匀化,晶粒组织粗化严重。均匀化试样经固溶+双时效热处理后,合金显微硬度和强度明显增加,1100〜1140°C均匀化处理的试样,其显微硬度可以达到450 HV以上,室温拉伸性能接近锻件水平。

等温锻造和双重退火对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了α+β相区等温锻造和双重退火工艺对TC11钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻造温度越高,β转变组织含量越高,双重退火后合金强度越高。高温退火温度高于锻造温度会提高β转变组织含量,从而提高强度;高温退火温度低于锻造温度会造成次生α相的粗化,不利于强度提高。获得合金高强度的关键在于获得足够比例的β转变组织,并使得其中的次生α相细小、不粗化。

难变形高温合金GH4175铸态组织及均匀化工艺

采用热力学计算、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对GH4175合金铸锭进行显微组织、析出相和元素偏析情况分析,并研究了均匀化处理过程中合金组织演变和元素再分配的变化规律。结果表明:GH4175合金铸锭枝晶偏析严重,Nb、Mo、Ti元素偏聚于枝晶间,Nb元素的偏析最为严重,主要析出相为γ′相、M_(23)C_(6)、MC、Laves相及针状δ相。合金铸锭在1150℃时出现低熔点相熔化现象,在1200℃时出现枝晶初熔。合金铸锭均匀化应采用低温预处理加高温扩散的两段式,经1140℃×10 h+1190℃×30 h均匀化处理后,合金中的有害低熔点相回溶,枝晶偏析基本消除,是比较合理的均匀化工艺。

热挤压和热处理对GH710合金显微组织和力学性能的影响

研究了GH710合金经热挤压和热处理后微观组织和强化相的演化行为,以及对合金力学性能的影响。结果表明:经过热挤压后,合金铸态组织被破碎并发生再结晶,挤压棒材再结晶组织随挤压比增大而进一步细化且更加均匀。挤压后合金中存在三种不同类型的γ’相,初生一次γ’相主要分布于晶界和三晶交点位置,平均尺寸为986.3 nm;二次γ’相主要分布于晶内,平均尺寸为484.6 nm;更为细小的三次γ’相分布在二次γ’通道之间,尺寸小于100 nm。热处理后合金初生γ’相完全回溶,晶粒尺寸迅速增大,二次γ’相和三次γ’相体积分数增加,这有利于改善合金的综合性能。当挤压比达到4时,室温拉伸强度和塑性显著改善,失效机制由脆性沿晶断裂转变为穿晶和沿晶混合断裂模式。

GH2787合金叶片锻件的晶粒演变规律研究

用Gleeble-1500热模拟试验机模拟研究了GH2787合金叶片锻件在不同加热温度、应变速率下的晶粒演变规律。结果表明:合金晶粒尺寸随加热温度的变化符合唯象理论的Sellars模型;应变速率和变形温度对合金组织的均匀性影响显著,变形量急剧过渡区、应变速率和锻造温度匹配不当都会造成合金动态再结晶不充分,未再结晶的晶粒在热处理时急剧长大,形成单个(或局部)大晶粒,破坏晶粒尺寸的均匀性。

三联冶炼+挤压制备的GH4710合金棒材热变形行为及热加工图

采用真空感应(VIM)+电渣重熔(ESR)+真空自耗(VAR)三联冶炼制备的GH4710合金铸锭经挤压获得棒材。在Gleeble-1500试验机上开展等温压缩实验,研究了三联铸锭挤压态GH4710合金在温度1050~1150℃,应变速率0.01~5 s^(-1)条件下的热变形行为。结果表明,应力-应变曲线具有明显的动态再结晶特征,且应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而明显减小。基于应力应变曲线,建立了合金动态再结晶临界应变模型,同时建立了考虑应变影响的Arrhenius本构模型来精确描述合金应力、应变速率和温度的依赖关系。最后以动态材料模型为基础构建了合金热加工图,结合显微组织分析,明确了合金流变失稳特征为不均匀显微组织,确定了合金最佳锻造工艺参数范围为1050℃≤T≤1100℃、0.01 s^(-1)≤ε≤0.1 s^(-1)。

GH5188合金流变行为研究

通过在Gleeble3500型热模拟实验机上对GH5188合金进行等温热压缩实验，在变形温度为1030-1150℃、应变速率为0．01-10s-1的条件下，研究其热压缩变形的流变应力变化规律。在应力一应变结果的基础上，采用引入应变量因素的Arrhenius方程，建立了描述GH5188合金高温变形特性的本构方程。结果表明：变形温度和应变速率对GH5188合金流变应力影响显著，随变形温度升高和变形速率的降低，相同变形程度下合金的流变应力显著降低，并且在较低的应变下合金即可达到稳态流变状态。GH5188合金流变应力计算值和实验值相对误差较小，所建立的本构方程具有良好的预测能力。