Inconel 718合金δ相的析出及變形工藝的熱模擬研究.pdf

1、Inconel718合金是制造航空發(fā)動機和地面燃氣輪機渦輪盤的重要材料。隨著航空航天及工業(yè)的發(fā)展，進一步提高Inconel718合金在其使用溫度下的強度和低周疲勞性能成為當前研究的熱點和重點之一。對于Inconel718合金，制備組織均勻細小的合金鍛坯和渦輪盤鍛件是關(guān)鍵，其中δ相控制熱加工過程是獲得均勻細小組織的重要手段之一。本文分析了一般鍛造工藝及典型熱處理對鍛后混晶組織的影響，研究了δ相時效析出的特點及規(guī)律，通過熱壓縮模擬實驗研究了

2、δ相時效態(tài)Inconel718合金的熱變形行為以及不同變形條件對δ相時效態(tài)Inconel718合金微觀組織的影響，探討了δ相在變形過程中的演變機制。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)等手段觀察和分析了相關(guān)顯微組織。
　　 研究結(jié)果表明，具有混晶組織的Inconel718合金在后續(xù)三種典型熱處理中晶粒不均勻的狀況得不到有效改善，通過熱變形手段能夠獲得均勻細小晶粒。
　　 對δ相時效析出的組織觀察表明，經(jīng)固溶處理后的

3、Inconel718合金δ相的析出峰在900℃；δ相隨時效時間的延長形貌由粒狀、短棒狀逐漸向長棒狀、針狀/片層狀生長；隨時效溫度的提高，析出δ相所需的保溫時間越長。
　　 對δ相時效態(tài)Inconel718合金的熱模擬試驗研究結(jié)果表明，流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而減小，動態(tài)再結(jié)晶是δ相時效態(tài)Inconel718合金重要的軟化機制。δ相時效態(tài)Inconel718合金熱變形激活能為497.407KJ/mol，高溫壓縮峰

4、值流變應(yīng)力與變形溫度和應(yīng)變速率的關(guān)系可用雙曲正弦函數(shù)表示為：(ε)=4.177×1016[sinh(ασp)2.484]exp(-497407)
　　 對δ相時效態(tài)Inconel718合金高溫壓縮變形試樣的微觀組織分析結(jié)果表明，動態(tài)再結(jié)晶程度隨著應(yīng)變速率的減小而增大，晶粒尺寸也稍有增大；在本實驗名義應(yīng)變70％，應(yīng)變速率0.01s-1條件下，δ相時效態(tài)Inconel718合金的晶粒尺寸和均勻性受溫度影響不明顯。通過預(yù)先析出δ相工藝

5、使Inconel718合金可以在較高的溫度(1050℃-980℃)和較低應(yīng)變速率(0.01s-1)下進行熱加工變形獲得ASTM11級均勻細小的晶粒。δ相在70％的名義應(yīng)變下均得到了不同程度的球化。在變形過程中，δ相同時發(fā)生了變形斷裂和溶解斷裂，變形促進了δ相的溶解斷裂。高溫有利于δ相的球化，應(yīng)變速率對δ相的影響與位錯和原子擴散時間有關(guān)。綜合考慮，建議δ相時效處理變形熱加工工藝為始鍛溫度：1020℃-1050℃，終鍛溫度：950℃-980