GH625镍基合金的高温压缩变形行为及组织演变

在Gleeble-1500D热模拟机上采用等温压缩实验研究GH625合金的高温压缩变形行为,获得合金在温度为1000～1200℃、应变速率为10-2～10s-1的条件下的真应力—应变曲线,并在考虑摩擦和变形热效应的基础上对真应力—应变曲线进行修正。对修正后的峰值应力进行线性回归,得到合金的高温材料常数:Q=635.38kJ/mol,α=0.008404MPa-1,n=3.52。通过非线性回归建立GH625合金包含应变量的高温变形本构模型。在应变速率为0.1s-1时,随着热变形温度的升高,合金发生动态再结晶的体积分数随之增加,在1000～1100℃发生部分动态再结晶,当温度达到1200℃时,发生完全动态再结晶,此时平均晶粒尺寸约为22.21μm。

GH625合金热变形过程的动态再结晶行为研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对GH625合金进行不同条件的热压缩试验以研究其热变形行为。利用光学显微镜(Optical microscope,OM)、背散射电子衍射(Electron backscatter diffraction,EBSD)和透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)等手段,分析GH625合金在热变形过程中的组织演变及动态再结晶机制。研究结果表明,GH625合金在热变形过程中发生了动态再结晶,且根据变形温度的不同,真应力-真应变曲线的特征有所不同;GH625合金发生动态再结晶的临界应变与应力随着变形温度的升高而降低;GH625合金动态再结晶的晶粒尺寸及体积分数随着真应变的升高而升高,当合金完全动态再结晶后,动态再结晶晶粒的尺寸则随真应变的继续升高而基本保持不变;GH625合金的主要动态再结晶机制是在原始晶界凸起形核的不连续动态再结晶机制(Discontinuous dynamic recrystallization,DDRX),在原始晶界附近通过亚晶粗化、复合孪生形核的连续动态再结晶机制(Continuous dynamic recrystallization,CDRX)则起辅助作用。

超长筒形件旋压成形设备研制

目的针对超长筒形件旋压成形的技术难题,研制了一种全新的多功能旋压成型设备。方法该设备是由机械、液压、电气系统组成数控旋压设备,设备本体采用了卧式整体框架结构、纵向双丝杠驱动、双主轴箱、支撑装置等机构,为旋压加工超长筒形件提供了重要的手段。结果超长筒形件旋压成形设备具有工件同步旋转、轴向牵引力、浮动芯模、在线检测等多种功能和技术。结论能够有效地解决超长筒形件弯曲变形、扭转变形、刚度不足及超长芯模的制造难题,对提高此类零件的加工精度和质量具有重要意义。

超长筒形件同步旋转张力旋压成形技术

针对超长或特薄壁筒形件旋压成形过程中出现的问题,提出了超长筒形件同步旋转张力旋压技术。采用了短的浮动芯模,引入了工件轴向牵引力和工件两端同步旋转等技术,能够有效地解决超长或特薄壁的筒形件弯曲变形、扭转变形、刚度不足及超长芯模制造等技术难题,对提高此类零件的加工精度和质量具有重要意义。

GH625镍基高温合金动态再结晶模型研究

在Gleeble热模拟机上对GH625合金进行了等温热压缩试验,获得了不同变形条件下该合金的真应力-真应变曲线,并对热压缩试样的微观组织进行了分析。通过对实验数据的计算,获得了GH625合金发生动态再结晶所需的临界变形量与变形温度和应变速率的函数关系;建立了合金动态再结晶的运动学方程,用该方程预测的动态再结晶体积分数与实测值吻合较好,误差的平均值为13%;构建了GH625合金的晶粒长大模型,用该模型预测的晶粒尺寸值与实测值之间的误差平均值为7.52%。GH625合金动态再结晶的形核方式主要为晶界弓出形核和亚晶合并长大形核。

变形条件对GH625合金高温变形动态再结晶的影响

采用Gleeble高温压缩实验研究了变形条件对GH625合金高温变形动态再结晶的影响,结果表明:当变形程度较小时,原始晶粒内部出现大量孪晶,晶界呈现锯齿状凸出;随变形程度的增加,在晶界弓出部位开始形核,形成大量再结晶晶粒,随变形程度进一步增加,GH625合金动态再结晶体积分数增大,但是再结晶晶粒尺寸无明显变化;GH625合金动态再结晶是一个受变形温度和应变速率控制的过程,变形温度越高,动态再结晶越容易形核,应变速率越小,动态再结晶过程进行得越充分。在低应变速率条件下,GH625合金获得完全动态再结晶组织的温度随变形速率的升高而升高,而在高应变速率条件下必须考虑变形热效应对合金变形组织的影响。

GH625镍基合金高温塑性变形加工图研究

在Gleeble热模拟机上对GH625合金进行了等温热压缩实验,获得了不同变形条件下该合金的真应力真应变曲线。利用DMM模型构建了GH625合金在不同应变量下的加工图,通过对加工图的分析,可以得到:GH625合金加工图中存在一个功率耗散效率较高的区域,其对应的变形温度为1100～1200℃,应变速率为0.01～1.0s-1,在该变形区域内,合金发生了完全动态再结晶。当功率耗散效率为0.4～0.45时,动态再结晶晶粒细小均匀;在峰值效率0.47时,动态再结晶晶粒出现明显的长大趋势;在低温高应变速率下存在一个较小的流变失稳区,该区域内的动态再结晶晶粒沿绝热剪切带分布。实际生产中工艺参数的制定应尽量选择在完全动态再结晶区内加工,避免在失稳区加工成型。基于GH625合金加工图及微观显微组织分析可得该合金的适宜加工区域为:ε&=0.01～1.0s-1,T=1100～1200℃。

GH690合金热变形流变行为的研究

采用G leeb le-3500热模拟试验机进行高温等温压缩实验,研究了GH690合金在变形温度为950~1250℃、应变速率为0.001~10 s-1条件下的热变形行为,采用金相显微镜对GH690合金热模拟试样的纵截面变形组织进行观察。结果表明：应变速率和变形温度对合金的流变应力与变形组织有显著影响。流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高,说明该合金属于正应变速率敏感的材料;动态再结晶晶粒尺寸随应变速率的增加而减小,随变形温度的增大而增大。采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数能较好地描述GH690合金高温变形时的流变行为,得到峰值应力表达式,GH690合金的热变形激活能Q为370.4 k.Jmol-1。

应变速率对GH625合金热变形过程组织演变的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对GH625合金进行了以不同变形温度、不同应变速率变形到真应变值为0.7的热压缩试验,以研究其热变形过程的动态再结晶组织演变.利用光学显微镜(OP)和透射电镜(TEM)分析了应变速率对GH625合金热变形过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响.结果表明:应变速率·ε=10.0s^(-1)时,实际变形温度高于预设温度,产生变形热效应.GH625合金热变形过程的组织演变是一个受应变速率和变形温度控制的过程,在应变速率·ε≤1.0s^(-1)时,GH625合金动态再结晶晶粒的尺寸及体积分数随着应变速率的升高而降低,动态再结晶形核机制是由晶界弓弯的不连续动态再结晶机制和亚晶旋转的连续动态再结晶机制组成;在应变速率·ε=10.0s^(-1)时,由于变形热效应使动态再结晶晶粒的尺寸及体积分数迅速升高,动态再结晶机制则是以弓弯机形核的不连续动态再结晶机制为主.

热处理工艺对Al-Si-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和万能拉伸试验机等研究了固溶温度、固溶时间、时效温度以及时效时间等工艺参数对Al-Si-Mg-Cu合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,固溶温度由500℃升高至545℃时,合金的共晶硅尺寸逐渐减小,545℃时共晶硅平均尺寸达到最小,超过550℃合金会发生部分过烧现象;固溶温度为545℃时,固溶时间由2 h增加至16 h,共晶硅尺寸随着固溶时间增加先减小后增大,固溶时间为12 h时,共晶硅的平均尺寸最小;时效处理后合金的硬度显著提升,时效温度由155℃升高至185℃时,峰值时效时间从8 h减少至4 h,在175℃时效时合金的峰值硬度最高;155℃时效时合金的组织中仅观察到β″相,在高于155℃峰值时效时组织中均观察到β″相与θ′相,实现了双析出相强化,175℃峰值时效时合金的抗拉强度可达365 MPa,但断后伸长率下降至2.1%。综合考虑合金的强度和韧性,合适的热处理工艺为545℃×12 h+165℃×8 h。