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無錫國勁合金有限公司
無錫國勁合金有限公司
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無錫國勁合金有限公司專業(yè)供應(yīng)高溫、高壓、耐蝕合金無縫管、管件產(chǎn)品。公司產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成為核火電廠、石油、化工、汽車等行業(yè)供應(yīng)商。
通過對DP工藝處理GH4169合金進(jìn)行高溫?zé)釅嚎s試驗,研究DP工藝GH4169合金的熱變形行為。獲取通過熱壓縮實驗得到的δ相時效態(tài)GH4169合金高溫變形真應(yīng)力-真應(yīng)變數(shù)值曲線圖以及微觀組織試樣,分析其高溫變形行為。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡對高溫?zé)釅嚎s的DP工藝GH4169合金高溫變形過程組織演變特征進(jìn)行研究,分析不同應(yīng)變量、變形溫度和應(yīng)變速率條件下δ相的形態(tài)、含量、晶粒尺寸。利用截線法、X射線衍射方法,對δ相的含量進(jìn)行定量分析,觀察δ相的形態(tài)演變過程。建立熱壓縮后的δ相時效態(tài)GH 4169合金的加工圖。依據(jù)熱加工圖,研究合金位于不同變形區(qū)域時的高溫變形特性,分析其熱加工成形性能和其對應(yīng)顯微組織之間的關(guān)系,優(yōu)化DP工藝處理GH4169合金的熱加工工藝參數(shù)。通過高溫?zé)釅嚎s實驗獲得了DP工藝處理GH4169合金的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,數(shù)據(jù)分析表明GH4169合金高溫壓縮過程中存在加工硬化階段、動態(tài)軟化階段和流變應(yīng)力趨于平穩(wěn)的穩(wěn)態(tài)階段。通過真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線獲得流變數(shù)據(jù),根據(jù)峰值應(yīng)力界定的兩個階段,建立了新型本構(gòu)方程,通過引入標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計參數(shù)：相關(guān)系數(shù)和平均相對誤差值,計算結(jié)果表明預(yù)測值和實際試驗數(shù)值吻合度較高,所建立的本構(gòu)方程可以用于預(yù)測DP工藝處理GH4169合金不同溫度、應(yīng)變速率、變形量條件下的實際應(yīng)力值。通過觀察金相顯微組織發(fā)現(xiàn),隨著變形溫度的升高或應(yīng)變速率的降低,經(jīng)DP工藝處理的GH4169合金中的δ相含量逐漸減少,合金動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸逐漸增大,用截線法統(tǒng)計了晶粒尺寸大小,通過與Z值的關(guān)系擬合出了預(yù)測晶粒尺寸的公式；用截線法統(tǒng)計了6相含量,利用X-Ray衍射測定了6相的含量,確定了截線法的可行性,并且進(jìn)一步驗證了δ相含量的變化規(guī)律。通過對應(yīng)變量為1.3的功率耗散圖、顯微組織和應(yīng)變和耗散數(shù)值的關(guān)系曲線及差值圖進(jìn)行分析獲得三個在峰值區(qū)內(nèi)是功率耗散系數(shù)較高的區(qū)域,尋找到三個耗散數(shù)值浮動小的加工條件；對應(yīng)變量為1.3的流變失穩(wěn)圖、顯微組織和不同應(yīng)變下失穩(wěn)系數(shù)和應(yīng)變速率的關(guān)系曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)耗散系數(shù)并不是越大越好,位于失穩(wěn)區(qū)的顯微組織普遍δ相含量少而且再結(jié)晶晶粒較大,尋找到三個耗散系數(shù)ζ（ε）>0的區(qū)域,建議較好的加工條件為：變形溫度在980℃、應(yīng)變速率在0.1s-1。利用真空冶煉制備了微合金化Ni-Fe基GH984合金并熱鍛、軋制成棒材,采用OM,SEM和TEM觀察了標(biāo)準(zhǔn)熱處理后B和P微合金化GH984合金的微觀組織,并研究了B和P微合金化對合金力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明:B或P的微合金化對GH984合金中的析出相影響不大,合金中的析出相為γ′相、Ti（C,N）相、MC型和M23C6型碳化物.然而,B和P同時添加使M23C6型碳化物形貌由塊狀向粒狀轉(zhuǎn)變并均勻分布于晶界;B和P的添加對合金的室溫和700℃拉伸強(qiáng)度無明顯影響,但可成倍提高合金的高溫拉伸塑性.持久壽命隨B和P的添加顯著提高,此外,相對單獨添加B,B和P的同時添加可以更好地改善合金的持久性能.持久試樣的斷口觀察表明,B和P微合金化明顯改善了晶界強(qiáng)度,斷裂模式由沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠑嗔选?/span>
不同處理狀態(tài)的GH4169合金δ相析出及溶解行為,通過對δ相百分含量進(jìn)行定量分析,得出了δ相的溶解和析出曲線。通過高溫拉伸試驗,系統(tǒng)地研究了固溶態(tài)以及固溶δ相時效態(tài)GH4169合金的高溫拉伸變形行為,得出了流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系以及材料的應(yīng)變速率敏感因數(shù);采用金相、EBSD、TEM等分析手段,探討了變形溫度和應(yīng)變速率對GH4169合金變形組織的影響。對固溶態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時間條件下的微觀組織觀察結(jié)果表明,隨著保溫時間的延長,δ相的數(shù)量逐漸增多并zui終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。δ相的析出動力學(xué)參數(shù)表明,δ相的析出峰值溫度在900?C附近。δ相存在對GH4169合金布氏硬度值影響不大。對固溶δ相時效態(tài)GH4169合金在不同溫度、不同保溫時間條件下的微觀組織觀察結(jié)果表明,溫度越高,δ相溶解速率越大,在溫度為1035?C時δ相能*溶解。對GH4169合金的高溫拉伸試驗結(jié)果表明,動態(tài)再結(jié)晶是GH4169合金高溫拉伸變形過程中的重要軟化機(jī)制;通過回歸方法得到的固溶態(tài)GH4169合金的熱變形激活能421.36 kJ/mol;固溶δ相時效態(tài)GH4169合金熱變形激活能為452.52 kJ/mol。固溶態(tài)GH4169合金拉伸變形過程中流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系可用以下方程來描述:σp=178.57sinh-1[(1.3×10-15Z)]-4.025固溶δ相時效態(tài)GH4169合金拉伸變形過程中流變應(yīng)力與熱變形參數(shù)之間的關(guān)系可用以下方程來描述:σp=178.57sinh-1[(6.25×10-17Z)]-4.49對GH4169合金高溫拉伸試樣的微觀組織分析表明,應(yīng)變速率越降低、變形溫度越高,動態(tài)再結(jié)晶的體積份數(shù)越大。δ相使GH4169合金高溫變形的峰值應(yīng)變降低。表明δ相促進(jìn)了GH4169合金動態(tài)再結(jié)晶過程的進(jìn)行。
隨著無錫國勁合金有限公司事業(yè)的發(fā)展,GH4742合金由于強(qiáng)化相含量的增加,使用溫度更高(550℃~800℃),具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能,廣泛用于無錫國勁合金有限公司發(fā)動機(jī)渦輪盤、承力環(huán)、壓氣機(jī)盤、緊固件和其它零部件。眾多學(xué)者對GH4742合金的研究主要集中在冶煉工藝;鑄態(tài)枝晶成分偏析規(guī)律及不同均勻化處理后的元素分布和組織特點;熱變形行為、動態(tài)再結(jié)晶影響因素、形核機(jī)制以及模型構(gòu)建;不同熱處理制度對合金組織和性能的影響等方面,但對GH4742合金的微觀組織是如何影響高溫流動應(yīng)力、加工硬化率以及動態(tài)再結(jié)晶臨界條件的研究較少。因此,通過鎳基高溫合金流動應(yīng)力計算模型研究合金的高溫塑性變形行為對于變形工藝參數(shù)的優(yōu)化以及組織的預(yù)測控制顯得尤為重要。本文采用鎳基高溫合金流動應(yīng)力計算模型來計算GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。首先通過實驗和理論計算得到的峰值應(yīng)力和屈服應(yīng)力進(jìn)行對比分析,驗證了理論計算模型在計算GH4742鎳基合金高溫拉伸真應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有可行性。然后依據(jù)固溶處理得到的不同微觀組織計算并繪制了不同組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金具有很強(qiáng)的溫度和應(yīng)變速率敏感性。γ’相的尺寸和含量對真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響zui大,γ’相存在一個臨界質(zhì)點尺寸,在臨界質(zhì)點處合金的強(qiáng)度取得了zui大值,對于析出相中是否混有粗大γ’相,小尺寸γ’相的尺寸對應(yīng)力的影響規(guī)律相同。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸對真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響都非常小。在真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上,計算了不同變形條件和組織下的加工硬化率與應(yīng)力的關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金的加工硬化是從第III階段開始的,隨著應(yīng)力的增大,加工硬化率下降的速度特別快,第IV階段曲線的斜率明顯小于第III階段,溫度越高、應(yīng)變速率越低,越容易出現(xiàn)第V階段。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸對加工硬化率曲線的影響很小。γ’相含量和尺寸對加工硬化率曲線影響較大,隨著析出相含量的增大,曲線向右移動;γ’相尺寸所對應(yīng)的應(yīng)力值越大,越容易出現(xiàn)加工硬化第V階段。基于加工硬化率曲線的拐點特征,計算了GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的動態(tài)再結(jié)晶臨界條件。分析了動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變均隨著變形溫度的升高而降低,同時隨著應(yīng)變速率的增大而升高。晶粒尺寸和析出相中粗大的γ’相對動態(tài)再結(jié)晶臨界條件的影響小。γ’相含量和尺寸對臨界條件的影響很大,隨著γ’相含量的增大,臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變都呈現(xiàn)增大的趨勢;隨著析出相尺寸的增大,臨界應(yīng)力是先增大后減小的,臨界應(yīng)變呈現(xiàn)出相反的趨勢;但都是在30nm處取得了極值。析出相中小尺寸γ’相的百分含量對動態(tài)再結(jié)晶臨界條件也有一定的影響,臨界應(yīng)力隨著小尺寸γ’相含量的增大而增大,臨界應(yīng)變隨著小尺寸γ’相含量的增大而減小。
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