新型镍基粉末高温合金连续加热过程中γ′相溶解行为

本文通过SEM、XRD、EDS等实验表征方法,对一种新型镍基粉末高温合金在连续加热过程中γ′相的溶解行为进行系统研究。结果表明:随着温度以5℃/min缓慢升高,三次γ′相在1080℃时最先完全溶解,二次γ′相在1140℃时完全溶解,一次γ′相在升温至1160℃时仍有少量残留;γ′相面积分数从初始态的48.7%减小至1160℃时的0.3%;γ/γ′相错配度由1000℃时的0.264%减小至1120℃时的0.25%,而升温至1140℃时又增大至0.253%,升温至1160℃时再减小至0.248%。阐明了三类γ′析出相的溶解机制:大尺寸不规则一次γ′相通过γ/γ′相界面向内分裂成两个或多个具有平行界面的颗粒溶解;八角形二次γ′相通过分裂为八个细小颗粒溶解;小尺寸球状三次γ′相通过γ/γ′相界面处的元素扩散逐渐溶解。

基于响应面法的FGH4113A高温合金涡轮盘锻造工艺参数优化

通过对有限元模拟软件进行二次开发并嵌入所建立的微观组织演变模型,实现了FGH4113A镍基粉末高温合金涡轮盘锻造过程的宏微观耦合数值模拟。通过单因素实验方法,分析了坯料温度、模具温度、坯料高径比和应变速率对涡轮盘锻后平均晶粒尺寸及其分布的影响。基于响应面法,建立了工艺参数与微观组织之间的映射关系模型。以盘件锻后平均晶粒尺寸和标准偏差为微观组织优化目标,进行涡轮盘工艺参数的多目标优化,得到最优工艺参数为:坯料温度约为1097℃、模具温度约为976℃、坯料高径比为2.4、应变速率为0.021s^(-1)。在优化后的参数条件下进行数值模拟和工艺实验以验证优化结果的可靠性,结果表明所优化的工艺参数可以同时细化涡轮盘的平均晶粒尺寸并提高其组织均匀性。本研究可以为高性能航空发动机涡轮盘生产过程中的工艺制定提供借鉴和参考。