GH690合金热挤压工艺的研究

通过对热挤压工艺的研究,分析了影响挤压加热制度、润滑、挤压比、挤压速度等工艺参数的因素,结合GH690合金的实际情况,制订了GH690合金的热挤压工艺,成功挤压出了规格为φ95mm×7mm的管坯,依据攀钢集团长钢公司现有设备成功开发出了GH690合金管坯的热挤压工艺路线。     

GH690合金热变形流变行为的研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行高温等温压缩实验,研究了GH690合金在变形温度为950～1250℃、应变速率为0.001～10s<'-1>条件下的热变形行为,采用金相显微镜对GH690合金热模拟试样的纵截面变形组织进行观察.结果表明:应变速率和变形温度对合金的流变应力与变形组织有显著影响.流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高,说明该合金属于正应变速率敏感的材料;动态再结晶晶粒尺寸随应变速率的增加而减小,随变形温度的增大而增大.采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数能较好地描述GH690合金高温变形时的流变行为,得到峰值应力表达式,GH690合金的热变形激活能Q为370.4 kJ·mol<'-1>.     

GH625合金管材热挤压成形工艺及组织演变的研究

利用卧式挤压机对GH625合金进行了管材热挤压试验,研究了挤压温度和挤压比对GH625合金管材挤压过程中的力能参数及挤压后管材不同部位的显微组织的影响.结果表明,随着挤压温度的降低和挤压比的升高,最大挤压力逐渐升高.管坯在固定挤压速度40 mm·s-1,预热温度为1150～1200℃和挤压比为3.46～4.10的条件下,可成功挤压出3种规格的GH625合金管材;挤压后的管材由于在挤压过程中发生了动态再结晶组织明显细化,管坯横向组织为等轴的动态再结晶晶粒和原始晶粒组成,纵向组织则由等轴的动态再结晶晶粒及被拉长的原始晶粒组成,呈条带状组织;挤压后管材的外壁、中心、内壁与管材的头部、中部与尾部在热挤压变形过程中,由于变形不均匀发生了不同程度的再结晶,因而存在不同程度的混晶组织.为消除混晶组织,结合设备能力与GH625合金的变形特征,可通过提高坯料挤压的变形温度和挤压比来控制变形的均匀性,并通过切头,去尾和对管材内壁进行少量机加工的方法,可获得具有完全动态再结晶组织的挤压管材.     

GH4169合金高温塑性变形的热加工图

以热模拟压缩试验的应力-应变数据为基础,根据DMM模型(dynamic materials model,动态材料模型)建立固溶态粗晶GH4169合金的热加工图;结合光学显微镜(OM)及电子背散射衍射(EBSD)分析,确定合金压缩变形的稳定区和失稳区,研究不同变形条件下的微观变形机制,并提出工艺参数范围.结果表明,粗晶GH4169合金在应变速率为10-0.25～1 s-1、变形温度为950～1100℃的条件下发生热加工流变失稳,失稳原因主要与局部塑性流动引发的裂纹有关;粗晶GH4169合金在中、低应变速率区有3个典型的动态再结晶区域,在应变速率为l0-3s-1、变形温度为950℃时局部能量耗散效率(η)的极大值主要与晶界析出δ相对动态再结晶的促进作用以及局部的晶内形核有关;综合考虑能量耗散效率、伸长率和组织状态,建议粗晶GH4169合金的始锻和终锻分别在应变速率为10-2.7～ 10-1.5s-1、变形温度为1087.5～1100℃和应变速率为10-2.5～10-1.5s-1、变形温度为1000～1065 ℃的条件下进行.     

GH4169合金高温变形显微组织演变及热加工图

在Gleeble-3500D热模拟机上采用单道次等温压缩试验,系统研究了 GH4169合金在变形温度为900～1 150℃、应变速率为0.01～10s-1、变形量为10％～70％条件下的动态再结晶行为,确定了合金在不同变形条件下的完全再结晶条件,绘制了再结晶图,给出了该合金变形的热加工图.研究结果表明:GH4169合金...     

GH202合金热加工塑性的研究

主要通过Gleeble 试验对铸态、均匀化处理状态、热加工变形状态的GH202合金热塑性进行了研究,提出了实际生产中的热加工工艺参数.     

GH4586合金热加工工艺研究

本文主要对合金进行不同状态的G1eeble试验、碳化物析出规律以及表面保温试验等一系列工作，研究了GH4586合金的热加工塑性，从而确定该合金的热加工工艺。     

挤压态GH710合金本构模型研究及应用验证

GH710合金具有优异的耐高温性能,但由于高合金化、低塑性的特点,使其在热加工过程中易产生裂纹和流动失稳等缺陷,限制了合金的应用。采用真空感应+真空自耗重熔工艺制备铸锭,通过包套挤压方法,制备出高质量的GH710合金棒材。利用Gleeble-1500试验机开展等温压缩试验,研究了挤压态GH710合金在不同变形条件下的变形行为(变形温度(T)为1050～1150℃,应变速率(ε)为0.01～5 s^-1,真实应变为0.9)。基于双曲正弦型Arrhenius方程建立挤压态GH710合金本构方程,以动态材料模型为基础构建了热加工图,通过盘形锻件锻造过程有限元模拟和物理试验所获得的时间-载荷曲线对比,验证合金本构模型的可靠性。结果表明：挤压态GH710合金的热激活能(Q)为1004801 J·mol^-1;根据热加工图推荐了挤压态GH710合金最优热加工参数范围T为1100～1120℃,ε为0.01～0.03 s^-1;采用挤压态GH710合金本构模型进行的仿真模拟与物理试验结果能较好的吻合;研究结果可为挤压态GH710合金的锻造工艺...     

Inconel690合金高温高速热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点.实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70％,变形速率为1.0 ～80.0 s-1.根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q =417.6 kJ.mo1-1,α =0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Incone1690合金的高温变形本构方程.通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大;而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化;当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织.     

TA17钛合金热变形行为及加工图

为探索TA17钛合金热变形行为和变形特性,采用Gleeble-3800热模拟机开展温度为700~1 100℃、应变速率为0.1~40 s~(-1)、变形程度为60%的热压缩试验。基于Arrhenius模型构建TA17钛合金的本构方程,基于动态材料模型构建TA17钛合金的热加工图(ε=0.6),并结合显微组织分析对热加工图进行验证。结果表明:热加工图预测结果与组织分析相符,当温度低于750℃或者应变速率大于10 s~(-1)的区域为TA17钛合金的加工失稳区域,失稳区以外是安全加工区域,热加工性能最佳的区域是800℃、0.1 s~(-1)。     

TA19钛合金高温变形热加工图构建和微观组织演变

利用Gleeble-3500热模拟压缩试验机,在变形温度820～980℃和应变速率0.01～10 s~(-1)的变形条件下,对TA19钛合金进行热模拟压缩试验,并根据动态材料模型(DMM)建立了其热加工图。同时,结合TA19钛合金微观组织分析,揭示了热变形工艺参数影响热加工图的内在原因。结果表明:变形工艺参数与能量耗散率和非稳态区密切相关。应变速率为0.01～1 s~(-1)时,能量耗散率较大,且随着变形温度的升高,能量耗散率先增大后减小,在940℃附近获得最大值。同时,变形失稳区包括2个典型区域,其中I区为(820～900)℃/(0.01～1) s~(-1),II区为(960～980)℃/(1～10) s~(-1)。变形温度为940℃时,较多的等轴α相和较高的再结晶驱动温度使得再结晶程度加强,因此能量耗散率获得最大值。绝热剪切带、片层α相与等轴α相之间的变形不协调以及β晶粒的剧烈长大是TA19钛合金高温变形失稳的主要原因。     

TC2钛合金管材挤压工艺

研究了化学成分、挤压温度、挤压比、退火温度对TC2钛合金管材挤压成形、组织性能的影响。掌握了该合金热加工变形的特点，确定了合理的工艺路线及参数，研制的产品组织性能、表面质量及尺寸精度优良，满足相关技术标准的要求。     

真空包套热挤压高硅铝合金粉末材料的研究

采用空气雾化水冷 真空包套热挤压工艺制备了高硅铝合金材料，对其进行了粉末形貌扫描、密度测试、金相微观组织分析及力学性能检测。研究了挤压温度等参数对材料组织及性能的影响，并与铸轧态样进行了比较。研究表明：本实验所制出来的高硅铝合金材料具有十分均匀细小且弥散分布的初晶Si相，材料的抗拉强度明显提高；随着挤压温度的升高以及Si含量的增加，初晶硅相颗粒有所增大，抗拉强度有所下降。     

热加工参数对GH738合金动态再结晶行为的影响

采用Gleeble-1500D热加工模拟试验机及微观组织分析系统研究了热加工参数对GH738合金动态再结晶组织分布的影响规律。结果表明:影响GH738合金动态再结晶晶粒分布均匀性的主要因素是变形量,当变形量大于50%且接近70%时更易获得较均匀的再结晶组织。变形速度及温度对动态再结晶也有一定的影响:变形速率减小,变形温度升高,再结晶体积分数提高;变形速率增大,变形温度降低都导致再结晶晶粒的体积分数减小。进一步的电镜分析表明,GH738合金动态再结晶的形核机制以应变诱发形核为主。     

挤压比对粉末包套热挤压致密W-40%Cu合金的影响

采用不同挤压比对W-40%Cu混合粉末进行粉末包套热挤压,获得了W-40%Cu合金。研究了模具总挤压比λ对热挤压坯料致密化以及组织性能的影响。结果表明,随着挤压比的增加,热挤压坯料的相对密度也增加,同时电导率和硬度值也随之提高。由于含铜量比较高(质量分数为40%),即便在挤压比为25时,挤压坯内部W相也不发生变形,主要是铜相产生变形。进一步将模具总挤压比λ细分为不考虑体积变形的坯料总挤压比α,除去体积变形因素的坯料塑性挤压比β以及包套挤压比γ三种实际挤压比,分析了不同挤压比对热挤压致密化过程的影响。