GH4169合金动态再结晶的有限元模拟与实验研究

以热模拟实验为基础,建立固溶态GH4169合金的动态再结晶模型,应用DEFORM-3D有限元软件模拟圆柱状试样在不同压缩变形条件下的动态再结晶体积分数分布;结合金相定量分析、电子背散射衍射(Electron backsatter diffraction(EBSD))分析及有限元模拟结果,对比研究变形参数对圆柱状GH4169合金心部微观组织的影响。研究结果表明:升高变形温度及降低应变速率,均可促进圆柱状GH4169合金热模拟压缩试样变形的均匀性;应变速率的降低可加速GH4169合金中小角度晶界向大角度晶界的转变过程;GH4169合金的动态再结晶形核机制为以原始晶界为主的非连续动态再结晶,在试验变形条件下,孪晶界的演化对动态再结晶过程起重要作用;同时,分析实验结果与模拟结果之间的差异及其原因。

GH4169合金高温动态应变时效实验及模拟

为了解和掌握GH4169高温合金热处理过程中动态应变时效(dynamic strain ageing,DSA)现象对力学性能的影响,通过高温单轴拉伸实验及数值模拟的方法对固溶态该合金高温条件下DSA现象进行了实验及模拟研究.不同应变率的单轴拉伸实验在620℃的高温下进行,应变速率分别为10-2、10-3、10-4 s-1.实验结果表现出了由DSA效应导致的负的应变率敏感性,以及明显的锯齿状屈服现象.基于热激活能的塑性流动法则并对DSA效应予以明确考虑,建立了材料宏观一维本构模型,其中变形阻力被分为位错滑移阻力及DSA效应导致的变形阻力两部分,DSA效应模型中引入等效时效时间及等效热激活等待时间两个内变量,通过最小二乘法进行参数拟合.该本构模型的计算结果与实验结果具有较高的一致性.结果表明,通过分析本构模型中内变量的变化趋势得出结论,位错滑移阻力随应变速率的提高表现出上升趋势,而DSA效应导致的变形阻力随应变率的提高表现出下降趋势.因此,材料强度在一定应变率范围内的应变率负相关现象是由于DSA效应及正的率效应两种机制之间的竞争所导致.