热等静压态FGH96合金的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟压缩试验机对热等静压态FGH96合金进行了不同温度和应变速率的等温热压缩试验,研究了FGH96合金在变形温度分别为1040、1070、1100、1130 ℃,应变速率为0.001、0.01、0.1和1 s^-1,最大真应变为0.7条件下的高温热变形行为,分析了真应力-真应变曲线,建立了本构方程,并利用Origin软件构建了热加工图,结合变形温度和应变速率对组织的影响确定了FGH96合金合适的热加工参数。结果表明,热等静压态FGH96合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特征,其峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增加,结合本构方程、热加工图以及微观组织确定了FGH96合金合适的热加工区域为变形温度1060~1080 ℃,应变速率0.0001~0.004 s^-1。     

FGH96合金等温变形力学性能研究

研究了FGH96合金等温变形过程流形应力曲线，应变速率敏感性指数m，变形本构关系模型等，为FGH96合金盘件锻造变形有限元模拟计算奠定了基础。     

基于热加工图的钛合金整体叶盘锻造工艺优化方法

通过TC11合金的热模拟压缩试验,计算得到了合金的应变速率敏感性因于,建立了该合金的热加工图,并提出了基于热加工图的钛合金整体叶盘锻造工艺优化方法.利用此方法对TC11合金叶盘的锻造工艺进行了优化.采用有限元数值模拟及实验对优化方案进行了验证.结果表明优化的工艺是合理的,可得到双相组织,满足整体叶盘的性能要求.     

粉末高温合金超塑性研究

文章对FGH96合金的超塑性进行了研究,研究表明, HIP+HIF 态FGH96合金具有较好的超塑延性,在变形温度为1050℃初始应变速率为1.67×10-3s-1时,超塑延伸率达到825%.HIP+HIF态和HIP态 FGH96合金在相同实验条件下进行等温压缩变形时,HIP+HIF态FGH96合金流动应力明显降低.微观组织分析表明,合金在超塑变形过程发生了明显的动态再结晶,使HIP+HIF态FGH96合金在超塑变形过程获得了超塑变形所需要的稳定、等轴的细晶组织.文章研究结果为实现粉末高温合金盘件超塑性等温锻造奠定了基础.     

FGH96、FGH97粉末盘的无损检测

通过对FGH96粉末、FGH97粉末镍基高温合金涡轮盘、篦齿盘无损检测方法研究,确定了粉末盘超声检测和荧光检测工艺。通过检测结果研究发现,热等静压+锻造态合金有利于超声检测,并发现了缺陷显示;直接成型热等静压态合金有利于荧光检测,并发现了缺陷显示。     

退火态FGH96合金的热变形行为及热加工图

通过热模拟试验,系统研究热挤压-退火态FGH96合金在变形温度为1020～1110℃、应变速率为0.001～1 s-1条件下的热压缩变形行为,建立本构方程并构建热加工图;结合电子背散射衍射(EBSD)分析,优化合金的变形工艺参数。结果表明:合金在热变形过程中发生明显动态再结晶现象。利用摩擦修正后的峰值应力获得的该合金热压缩本构方程材料常数分别为:α=0.0071272、n=2.6417、A=6.6811×10~(15)、Q=448.05k J/mol,较低的变形激活能与热挤压后初始晶粒尺寸的减小以及二次γ′相的粗化有关。利用构建的不同应变量ε下热压缩本构方程材料常数的五次多项式组对合金的流变应力进行了预测,预测数据与实验摩擦修正数据吻合较好。根据热加工图能量耗散效率并结合微观组织分析,对热挤压-退火态FGH96合金提出了建议的热加工参数范围:变形温度约为1075～1080℃、应变速率约为1×10~(-3)～1×10~(-1.5)s~(-1)的区域。     

超超临界锅炉用S31042钢的热变形加工图

  在Gleeble-3800热模拟试验机上,研究了S31042合金的热塑性及热变形行为,并建立了合金的热加工图。结果表明,在900~1250℃热变形范围内,合金均具有较好的热塑性;计算得出合金的热变形激活能为467.412 kJ/mol;通过热加工图分析得出,合金适宜初始加工温度范围在1200~1250 ℃,采用此参数锻造获得的锻坯组织细小均匀。     

新型镍基粉末高温合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为950～1150℃,应变速率为0.0003～1s-1条件下的热变形行为,建立和对比了不同应变量下的应变速率敏感因子m图和功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明:合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;不同应变量下的η图与m图相似,随着应变量的增大,峰区的η与m值逐渐升高;当真应变为0.5时,在变形温度为1050℃,应变速率为0.0003s-1条件下,η与m达到峰值,分别为40%和25%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为FGH98Ⅰ合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。     

基于热模锻造的FGH96粉末冶金高温合金晶粒细化工艺

FGH96是我国第2代粉末冶金高温合金,采用常规锻造工艺进行开坯和成形极为困难,为了探索合理的细晶盘坯制备方法,在900℃的热模温度下,以不同应变速率、变形温度和变形量进行热模锻造实验,研究FGH96粉末冶金高温合金组织的变化规律。结果表明:当以低于γ′相固溶温度锻造时,随着变形温度的升高,显微组织更加均匀,当变形温度超过γ′相固溶温度时,晶粒有长大倾向;合金晶粒度随着变形量的增加而细化,低变形量时组织不均匀,变形量超过30%时能获得较好的细化组织;在1050～1130℃变形温度范围、以大于30%的较大变形量锻造时,晶粒度可以提高3个级别以上;采用大变形镦锻、反复镦拔可获得12级左右的再结晶组织,拉伸强度明显提高,断口特征为沿晶和穿晶混合断裂。     

GH738高温合金热加工行为

采用Gleeble-1500热模拟机对GH738镍基高温合金进行高温热压缩变形实验,分析该合金在变形温度1000~1160℃、应变速率0.01~10s-1、工程变形量15%~70%条件下流变应力的变化规律。确定GH738合金热变形方程,建立热加工图(Processing map),并通过组织观察对热加工图进行解释。GH738合金热变形激活能Q为499kJ/mol;热加工图随不同变形量而变化,在应变速率较低,温度较高的状态下,能量耗散效率较高。综合应变量为0.2,0.4,0.6和0.8应变量下的热加工图,确立了该合金最佳热加工"安全通道",为GH738高温合金热加工工艺优化提供理论依据。     

Hot working characteristics of HEXed PM nickel-based superalloy during hot compression

To study the hot deformation behavior of a new powder metallurgy nickel-based superalloy, hot compression tests were conducted in the temperature range of 1020–1110 °C with the strain rates of 0.001–1 s⁻¹. It is found that the flow stress of the superalloy decreases with increasing temperature and decreasing strain rate. An accurate constitutive equation is established using a hyperbolic-sine type expression. Moreover, processing map of the alloy is constructed to optimize its hot forging parameters. Three domains of dynamic recrystallization stability and instability regions are identified from the processing map at a strain of 0.7, respectively. The adiabatic shear band, intergranular crack and a combination of intergranular crack and wedge crack are demonstrated to be responsible for the instabilities. Comprehensively analyzing the processing map and microstructure, the optimal isothermal forging conditions for the superalloy is determined to be t=1075–1105 °C and =10⁻³–10^−2.8 s⁻¹.     

MICROSTRUCTURAL EVOLUTION AND CONTROL IN SUPERALLOY FORGINGS

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＥＶＯＬＵＴＩＯＮＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＩＮＳＵＰＥＲＡＬＬＯＹＦＯＲＧＩＮＧＳＲ．Ｎｏｅｌ,Ｄ．Ｆｕｒｒｅｒ,Ｇ．ＳｈｅｎａｎｄＪ．Ｌｅｍｓｋｙ（ＬａｄｉｓｈＣｏ．,Ｉｎｃ．,Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ８９０２,Ｃｕｄａｈｙ,ＷＩ５...     

U720Li合金高温变形行为及变形机理研究

对U720Li合金的高温变形行为进行了系统的研究。通过对该合金高温变形过程中力学行为特征及组织演变规律的分析与计算,得出了不同应变速率、不同变形温度下应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值和晶粒指数P值的变化规律。分别绘制动态材料模型热加工图及包含位错数量的U720Li合金高温变形机理图。应用动态DMM热加工图分析了合金的适合加工区间。运用U720Li合金高温变形机理图,根据不同温度下U720Li合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的应力值预报了该合金的高温变形机理。     

GH79合金高温变形行为及变形机理研究

利用Gleeble-3800热压缩模拟试验机,对GH79合金高温热变形行为及变形机理进行了系统的研究。以高温压缩实验为基础,以高温压缩过程的力学行为特征及微观组织演变规律为主线,获得了该合金在不同应变速率、不同变形温度下的应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值、晶粒指数p值的变化规律。分别构建了不同失稳判据下的动态DMM热加工图及包含位错数量的变形机理图。应用热加工图理论分析了该合金的适合成形加工区和流变失稳区,运用变形机理图预测了该合金高温变形过程基于柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的流变应力下的位错演变规律及高温变形机理。     

热变形参数对GH864合金显微组织的影响

采用等温热压缩的方法研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为1和10s-1、工程应变量为30%,50%和70%时,不同的热变形参数对GH864合金流变应力和显微组织的影响。结果表明,当变形温度低于γ′相析出温度时,动态再结晶能力较差。在高于MC碳化物的回溶温度变形时,由于沿晶界再析出的细小MC颗粒对晶界的非均匀钉扎作用,容易得到混晶严重的热处理态组织。降低变形速率和增加变形量可以得到较为均匀的变形态组织,最终改善热处理态的混晶程度。GH864合金热变形温度的下限和上限分别为γ′相的析出温度和MC碳化物的回溶温度。     

Characterization of Hot Deformation Behavior of AMS 5708 Nickel-Based Superalloy Using Processing Map

The hot deformation behavior of AMS 5708 nickel-based superalloy was investigated by means of hot compression tests and a processing map in the temperature range of 950-1200 °C and a strain rate range of 0.01-1 s^?1 was constructed. The true stress-true strain curves showed that the maximum flow stress decreases with the increase of temperature and decrease of strain rate. The developed processing map based on experimental data, showed variations of efficiency of power dissipation relating to temperature and strain rate at constant strain. Interpretation of the processing map showed one stable domain, in which dynamic recrystallization was the dominant microstructural phenomenon, and one instability domain with flow localization. The results of interpretation of flow stress curves and processing map were verified by the microstructure observations. There are two optimum conditions for hot working of this alloy with efficiency peak of 0.36: the first is at 1150 °C for a strain rate of 1 s^?1 that produces a fine grained microstructure. The second is at 1200 °C for a strain rate of 0.01 s^?1 that produces a coarse grained microstructure.     

The microstructure and properties of ultra-fine grained Ti-17 powder compact improved through isothermal forging

The microstructure and properties of hot isostatic pressed (HIP-ed) Ti-17 powder compact were improved through isothermal forging with preferable deformation parameters provided by processing map. The processing map was established based on isothermal compression experiments which were conducted at temperatures from 810 °C to 920 °C and strain rates from 0.001 s^?1 to 1 s^?1. The established processing map ascertained the value of the efficiency of power dissipation, the flow stability region and the flow instability region at different deformation conditions. Based on processing map, the isothermal forging was conducted above and below beta transus temperature to fully densify the powder compact and simultaneously improve the microstructure. After isothermal forging in flow stability regions with preferable deformation parameters, the primary coarse grains of HIP-ed Ti-17 powder compact were thoroughly broken. Many ultra-fine dynamic recrystallized grains formed and uniformly distributed in beta matrix. Both experiment data and fracture morphology of tensile sample proved that the microstructure and properties of HIP-ed Ti-17 powder compact were largely improved during isothermal forging. Final properties of prepared ultra-fine grained Ti-17 powder compact even exceeded conventional casting and forging Ti-17 alloy.     

GH4169高温合金惯性摩擦焊接头晶粒分布特征

GH4169镍基高温合金的显微硬度、组织和性能对热加工工艺很敏感,工艺控制不当,将会产生粗晶、混晶现象,影响持久缺口敏感性、冲击韧性等性能。试验发现在GH4169高温合金惯性摩擦焊管接头中,沿轴向焊合区附近具有超细晶一细晶的晶粒分布特征。根据GH4169合金动态再结晶的特点,结合惯性磨擦焊过程的特有热变形条件,本文对上述现象进行了分析,研究结果表明,GH4169合金惯性摩擦焊接过程中温度、应变、应变速率是造成焊接区细晶和超细晶组织的根本原因。GH4169合金惯性摩擦焊接头焊合区中热变形金属的动态再结晶过程进行的相当剧烈充分,其晶粒组织呈细小均匀的等轴晶特征,尽管存在着晶粒组织的不均匀性,但未发现粗晶和混晶现象。     

Cu-Ni-Si-P合金热变形行为及热加工图

采用高温等温压缩试验,对Cu?Ni?Si?P合金在应变速率0.01~5?1、变形温度600~800°C条件下的高温变形行为进行了研究,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和本构方程。根据实验数据与热加工工艺参数构建了该合金的热加工图,利用热加工图对该合金在热变形过程中的热变形工艺参数进行了优化,并利用热加工图分析了该合金的高温组织变化。热变形过程中Cu?Ni?Si?P合金的流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的提高而增大,该合金的动态再结晶温度为700°C。该合金热变形过程中的热变形激活能Q为485.6 kJ/mol。通过分析合金在应变为0.3和0.5时的热加工图得出该合金的安全加工区域的温度为750~800°C,应变速率为0.01~0.1 s?1。通过合金热变形过程中高温显微组织的观察,其组织规律很好地符合热加工图所预测的组织规律。