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无锡国劲合金有限公司
无锡国劲合金有限公司
阅读：753发布时间：2017-8-26
无锡国劲合金有限公司专业供应高温、高压、耐蚀合金无缝管、管件产品。公司产品质量稳定，成为核火电厂、石油、化工、汽车等行业供应商。
通过对DP工艺处理GH4169合金进行高温热压缩试验,研究DP工艺GH4169合金的热变形行为。获取通过热压缩实验得到的δ相时效态GH4169合金高温变形真应力-真应变数值曲线图以及微观组织试样,分析其高温变形行为。利用光学显微镜、扫描电镜对高温热压缩的DP工艺GH4169合金高温变形过程组织演变特征进行研究,分析不同应变量、变形温度和应变速率条件下δ相的形态、含量、晶粒尺寸。利用截线法、X射线衍射方法,对δ相的含量进行定量分析,观察δ相的形态演变过程。建立热压缩后的δ相时效态GH 4169合金的加工图。依据热加工图,研究合金位于不同变形区域时的高温变形特性,分析其热加工成形性能和其对应显微组织之间的关系,优化DP工艺处理GH4169合金的热加工工艺参数。通过高温热压缩实验获得了DP工艺处理GH4169合金的真应力-真应变曲线,数据分析表明GH4169合金高温压缩过程中存在加工硬化阶段、动态软化阶段和流变应力趋于平稳的稳态阶段。通过真应力-真应变曲线获得流变数据,根据峰值应力界定的两个阶段,建立了新型本构方程,通过引入标准统计参数：相关系数和平均相对误差值,计算结果表明预测值和实际试验数值吻合度较高,所建立的本构方程可以用于预测DP工艺处理GH4169合金不同温度、应变速率、变形量条件下的实际应力值。通过观察金相显微组织发现,随着变形温度的升高或应变速率的降低,经DP工艺处理的GH4169合金中的δ相含量逐渐减少,合金动态再结晶晶粒尺寸逐渐增大,用截线法统计了晶粒尺寸大小,通过与Z值的关系拟合出了预测晶粒尺寸的公式；用截线法统计了6相含量,利用X-Ray衍射测定了6相的含量,确定了截线法的可行性,并且进一步验证了δ相含量的变化规律。通过对应变量为1.3的功率耗散图、显微组织和应变和耗散数值的关系曲线及差值图进行分析获得三个在峰值区内是功率耗散系数较高的区域,寻找到三个耗散数值浮动小的加工条件；对应变量为1.3的流变失稳图、显微组织和不同应变下失稳系数和应变速率的关系曲线进行分析,发现耗散系数并不是越大越好,位于失稳区的显微组织普遍δ相含量少而且再结晶晶粒较大,寻找到三个耗散系数ζ（ε）>0的区域,建议较好的加工条件为：变形温度在980℃、应变速率在0.1s-1。利用真空冶炼制备了微合金化Ni-Fe基GH984合金并热锻、轧制成棒材,采用OM,SEM和TEM观察了标准热处理后B和P微合金化GH984合金的微观组织,并研究了B和P微合金化对合金力学性能的影响.结果表明:B或P的微合金化对GH984合金中的析出相影响不大,合金中的析出相为γ′相、Ti（C,N）相、MC型和M23C6型碳化物.然而,B和P同时添加使M23C6型碳化物形貌由块状向粒状转变并均匀分布于晶界;B和P的添加对合金的室温和700℃拉伸强度无明显影响,但可成倍提高合金的高温拉伸塑性.持久寿命随B和P的添加显著提高,此外,相对单独添加B,B和P的同时添加可以更好地改善合金的持久性能.持久试样的断口观察表明,B和P微合金化明显改善了晶界强度,断裂模式由沿晶断裂转变为混合断裂。
不同处理状态的GH4169合金δ相析出及溶解行为,通过对δ相百分含量进行定量分析,得出了δ相的溶解和析出曲线。通过高温拉伸试验,系统地研究了固溶态以及固溶δ相时效态GH4169合金的高温拉伸变形行为,得出了流变应力与热变形参数之间的关系以及材料的应变速率敏感因数;采用金相、EBSD、TEM等分析手段,探讨了变形温度和应变速率对GH4169合金变形组织的影响。对固溶态GH4169合金在不同温度、不同保温时间条件下的微观组织观察结果表明,随着保温时间的延长,δ相的数量逐渐增多并zui终达到稳态。δ相的析出动力学参数表明,δ相的析出峰值温度在900?C附近。δ相存在对GH4169合金布氏硬度值影响不大。对固溶δ相时效态GH4169合金在不同温度、不同保温时间条件下的微观组织观察结果表明,温度越高,δ相溶解速率越大,在温度为1035?C时δ相能*溶解。对GH4169合金的高温拉伸试验结果表明,动态再结晶是GH4169合金高温拉伸变形过程中的重要软化机制;通过回归方法得到的固溶态GH4169合金的热变形激活能421.36 kJ/mol;固溶δ相时效态GH4169合金热变形激活能为452.52 kJ/mol。固溶态GH4169合金拉伸变形过程中流变应力与热变形参数之间的关系可用以下方程来描述:σp=178.57sinh-1[(1.3×10-15Z)]-4.025固溶δ相时效态GH4169合金拉伸变形过程中流变应力与热变形参数之间的关系可用以下方程来描述:σp=178.57sinh-1[(6.25×10-17Z)]-4.49对GH4169合金高温拉伸试样的微观组织分析表明,应变速率越降低、变形温度越高,动态再结晶的体积份数越大。δ相使GH4169合金高温变形的峰值应变降低。表明δ相促进了GH4169合金动态再结晶过程的进行。
随着无锡国劲合金有限公司事业的发展,GH4742合金由于强化相含量的增加,使用温度更高(550℃~800℃),具有优良的高温力学性能,广泛用于无锡国劲合金有限公司发动机涡轮盘、承力环、压气机盘、紧固件和其它零部件。众多学者对GH4742合金的研究主要集中在冶炼工艺;铸态枝晶成分偏析规律及不同均匀化处理后的元素分布和组织特点;热变形行为、动态再结晶影响因素、形核机制以及模型构建;不同热处理制度对合金组织和性能的影响等方面,但对GH4742合金的微观组织是如何影响高温流动应力、加工硬化率以及动态再结晶临界条件的研究较少。因此,通过镍基高温合金流动应力计算模型研究合金的高温塑性变形行为对于变形工艺参数的优化以及组织的预测控制显得尤为重要。本文采用镍基高温合金流动应力计算模型来计算GH4742合金在不同变形条件和微观组织下的真应力-应变曲线。首先通过实验和理论计算得到的峰值应力和屈服应力进行对比分析,验证了理论计算模型在计算GH4742镍基合金高温拉伸真应力-应变曲线具有可行性。然后依据固溶处理得到的不同微观组织计算并绘制了不同组织下的真应力-应变曲线。发现GH4742合金具有很强的温度和应变速率敏感性。γ’相的尺寸和含量对真应力-应变曲线的影响zui大,γ’相存在一个临界质点尺寸,在临界质点处合金的强度取得了zui大值,对于析出相中是否混有粗大γ’相,小尺寸γ’相的尺寸对应力的影响规律相同。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸对真应力-应变曲线的影响都非常小。在真应力-应变曲线的基础上,计算了不同变形条件和组织下的加工硬化率与应力的关系曲线。发现GH4742合金的加工硬化是从第III阶段开始的,随着应力的增大,加工硬化率下降的速度特别快,第IV阶段曲线的斜率明显小于第III阶段,温度越高、应变速率越低,越容易出现第V阶段。晶粒尺寸和析出相中粗大γ’相的尺寸对加工硬化率曲线的影响很小。γ’相含量和尺寸对加工硬化率曲线影响较大,随着析出相含量的增大,曲线向右移动;γ’相尺寸所对应的应力值越大,越容易出现加工硬化第V阶段。基于加工硬化率曲线的拐点特征,计算了GH4742合金在不同变形条件和微观组织下的动态再结晶临界条件。分析了动态再结晶临界应力和临界应变均随着变形温度的升高而降低,同时随着应变速率的增大而升高。晶粒尺寸和析出相中粗大的γ’相对动态再结晶临界条件的影响小。γ’相含量和尺寸对临界条件的影响很大,随着γ’相含量的增大,临界应力和临界应变都呈现增大的趋势;随着析出相尺寸的增大,临界应力是先增大后减小的,临界应变呈现出相反的趋势;但都是在30nm处取得了极值。析出相中小尺寸γ’相的百分含量对动态再结晶临界条件也有一定的影响,临界应力随着小尺寸γ’相含量的增大而增大,临界应变随着小尺寸γ’相含量的增大而减小。
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