稀土Gd对Ni-Cr-Mo合金热变形行为的影响

含Gd镍铬钼合金作为乏燃料贮运用中子屏蔽材料具有广阔的应用前景,却在热加工时极易发生开裂,为了优化合金热变形工艺参数,本文以Ni-Cr-Mo合金为研究对象,研究了Gd加入后引起的组织变化。在变形温度为1 000~1 200℃、应变速率为0.01~5 s^(-1)条件下进行等温热压缩实验,计算合金相关材料常数及热变形激活能,构建热加工图并确定热加工窗口,结合微观组织进行分析,研究Gd对合金热变形行为的影响。结果表明,Ni-Cr-Mo合金中加入了1.2%的Gd,合金的变形激活能从472.15 kJ/mol降至422.9 kJ/mol,在热变形时合金的能量消耗效率更高,组织演变更充分,塑性失稳区域由高温向低温逐渐转移,并且增大了合金在1 000~1 060℃,0.01~0.32 s^(-1)低温低应变速率下安全区的面积。合金最佳热加工区间为:0.5真应变量,温度(T)为1 113~1 164℃,应变速率(ε)为0.01~0.2 s^(-1)。Gd在晶界或枝晶间以金属间化合物GdNi_(5)析出,GdNi_(5)相作为硬脆相,在热变形过程中其周围产生较大应变,导致组织中畸变能更高,从而促进周围变形晶粒发生再结晶,降低组织中的残余应变。