GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

热加工过程GH720Li合金组织演变行为研究

对GH720Li合金棒材开展了不同变形温度和变形量的等温镦粗及热处理试验,采用金相显微镜(OM)观察了各工艺的显微组织。结果表明,一火50%变形过程的动态再结晶不充分,组织保留较多的变形态原始晶粒;两次加热50%+50%变形后得到细晶组织,且随变形温度升高,组织细化程度增加。各锻态组织经固溶热处理后均可得到ASTM 9.0级以上的均匀细晶。两火变形时,中间态变形晶粒在火次间保温过程发生静态再结晶,变形温度1115℃和1130℃时,火次间保温后组织完全细化为等轴细晶,该晶粒在第2火锻后进一步细化至ASTM 12.0级以上。变形温度1100℃时,火次间保温过程静态再结晶不完全,残留的变形晶粒可通过后续累积变形逐步破碎。     

锻造加热温度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大及力学性能的影响

研究了锻造加热温度(1050~1200 ℃)和锻造保温时间(40~120 min)对20Cr2Ni4A钢经相同锻造变形后锻后奥氏体晶粒长大行为的影响,并对不同锻造加热温度下的淬火态20Cr2Ni4A钢进行了力学性能检测。结果表明,锻后20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大规律在低于1150 ℃仍然符合Beck模型,模型计算值与实际测量值相吻合。随着锻造加热温度的升高,奥氏体晶粒长大呈现先缓慢增加后快速增加的规律。当锻造加热温度超过1150 ℃时,第二相粒子大量溶解,对晶界的钉扎作用急剧减弱。综合考虑20Cr2Ni4A钢锻后奥氏体晶粒尺寸均匀性、热处理后力学性能测试结果及可锻性因素,确定最优锻造加热温度为1150 ℃。     

21-4N钢的过热与锻造裂纹

21－4N钢在1210～1250℃加热时，不同程度地出现晶粒粗化、晶界被M2N和M7C3弱化的过热组织特征，温度愈高，过热程度愈大。过热后，不适当的锻造加工温度范围促使锻造裂纹的形成，锻造裂纹起源于锻坯表面，沿大晶粒间界扩展。     

21—4N钢的过热与锻造裂纹

２１－４Ｎ钢在１２１０￣１２５０℃加热时，不同程度地出现晶粒粗化，晶界被Ｍ２Ｎ和Ｍ７Ｃ３弱化的过热组织特征，温度愈高，过热程度愈大。过热后，不适当的锻造另工温度促使锻造裂纹的形成，锻造裂纹起源于锻坯表面，沿大晶粒间界扩展。     

17-4PH钢加热中的晶粒长大和高温铁素体的析出条件

锻件加热时的晶粒演化和高温铁素体的析出情况决定了锻件的锻造性能。利用箱式真空电阻炉进行加热保温实验,通过设计一系列不同的加热温度和保温时间,研究17-4PH钢的晶粒长大行为,分析不同的加热温度和保温时间对17-4PH钢奥氏体晶粒尺寸的影响,建立晶粒长大模型;通过观察不同温度条件下高温铁素体的形成情况,确定高温铁素体的析出条件。综合晶粒尺寸和高温铁素体形成情况,确定了17-4PH钢的锻造温度。研究表明,从避免高温铁素体形成角度,始锻温度应不超过1200℃;从控制晶粒度角度,始锻温度不超过1175℃。     

Simufact Forming在模拟30CrNi2MoV钢锭加热及锻造过程的应用

运用Gleeble 3800热模拟机对30CrNi2MoV钢进行高温拉伸热模拟,结果显示,在锻造温度≥800℃时,断面收缩率≥93.8%,应力-应变曲线表现为塑性变形;锻造温度在800℃以下为脆性变形。运用Simufact Forming模拟9 t大钢锭的加热过程、锻造成形过程,通过将加热模型与锻造模型数据有机结合起来,精准控制终锻温度在800℃以上,确保终锻变形处于塑性变形区,降低了锻材形变过程的裂纹敏感性,有效地防止了锻造过程产生深裂纹,从而改善了钢材表面质量。并将模拟结果与实践生产进行对比验证,结果表明,实际终锻温度与模拟温度相差不超过10℃,表明模拟模型可以接受。此外,将9 t大钢锭的加热时间优化为21 h,避免了加热时间过长造成的能源浪费以及材料组织晶粒粗大影响力学性能。     

锻压态AZ81镁合金的组织与性能

为改善和提高AZ81镁合金的组织和力学性能,采用不同的始锻温度对AZ81镁合金进行了锻压试验,并进行了组织和力学性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度从400℃升高至480℃,试样的平均晶粒尺寸和断后伸长率先减小后增大,而抗拉强度和屈服强度先增大后减小,试样的显微组织和力学性能均先改善后变差。与400℃时锻造相比,始锻温度为440℃时锻造的AZ81镁合金的平均晶粒尺寸减小了9.4μm,晶粒细化,组织得到了极大地改善;抗拉强度和屈服强度分别增大了63和71 MPa,断后伸长率减小了3.9%。因此,AZ81镁合金的始锻温度优选为440℃。     

β锻造参数对TC17钛合金组织性能的影响

基于TC17合金β跨相区锻造试验,研究了始锻温度、变形程度、锻后冷却方式对TC17钛合金组织和性能的影响。试验表明:TC17钛合金的显微组织演变和室温力学性能对于β锻造参数表现出不同程度的敏感性;随着始锻温度的升高,晶粒细化程度增大,不同的始锻温度可显著影响合金的强度;通过增大合金的变形程度可显著改善组织中的残留魏氏组织,进而对强度产生较大影响,合金内部粗晶组织的变形不均匀化进一步增强;锻后冷却方式为缓冷时,晶内次生α相长度增加,可有效提高合金的断裂韧性。在始锻温度为918℃、变形程度为60%、锻后冷却方式为缓冷的条件下,TC17钛合金的室温力学性能匹配较佳。     

轧辊用钢加热时重结晶的某些特性

为了得到细晶粒的组织,轧辊锻坯在终锻时的加热温度取决于变形程度(锻造比)。当锻造比小于1.6时,加热温度可降低100～150℃。低温加热,在大多数加热炉中难以配套装炉,导致钢的变形抗力增大,因此,锻造生产率下降、此外,低温锻造时,钢的塑性降低,促使裂纹的形成。对于在热变形温度区向,具有低塑性的高碳轧辊钢90X来说,这样的锻造特别危险。很多结构钢锻件,可以加热到最高锻造温度(1200～1250℃),而与随后的变形程度无关,因为在锻造后进行热处理时,伴随着αγ转变,使晶粒细化,从而保证得到零件所必须的组织和性能。本文试图评定用热处理方法,矫正高碳轧辊用钢90Xφ,9X_2Mφ和75X_2ΓMφ锻造加热时所得到的粗晶粒组织的可能性。     

7A04-T73铝合金锻件电导率与力学性能稳定性的研究

针对7A04-T73铝合金锻件生产中出现的电导率与力学性能不匹配问题,通过对该合金锻件锻压工艺及热处理工艺的试验研究,确定了影响电导率与力学性能的因素。结果表明,7A04铝合金锻件的最佳锻造温度为400℃～420℃,淬火温度为469℃～475℃,双级时效制度为(115±5)℃8 h+(180±5)℃12 h。     

Nb-7Ta合金再结晶退火温度研究

研究了退火温度对棒材组织、硬度及力学性能的影响,确定了变形量对铌钽合金棒再结晶退火温度的影响规律.结果表明,随变形量的增大,材料的再结晶退火温度降低.变形量为90%时,锻造棒材的再结晶退火温度为1000～1050℃;变形率95%时,轧制棒材的再结晶退火温度为950～1000℃.     

多向锻造7075铝合金的结构和性能

在440℃经多向锻造加工成7075铝合金锻件。研究了锻件的显微组织和力学性能随退火温度和T73回火的变化，TEM和SEM用于分析锻件的晶粒和第二相形态。多向和大变形锻造产生平均晶粒尺寸1．8μm的完全再结晶组织。390℃-450℃退火使晶粒长大到3μm，但位错和第二相分布没有明显改变，这时锻件展现出较低强度和较高延性。T73回火使锻件屈服强度和拉伸强度分别提高280％和210％，而延性同退火样相比并无明显下降，断裂韧性达到51MPam^1/2，可以认为这是沉淀强化的贡献。     

基于晶体缺陷机理的6061铝合金镦粗成形工艺分析

基于晶体缺陷机理,并利用计算机有限元仿真软件进行6061铝合金冷、热镦粗成形模拟对比试验。在工具运动速度及材料平均变形速度均保持不变的条件下,将6061铝合金分别置于室温20℃与加热温度350℃状态下进行自由镦粗成形,热变形时锻件高径尺寸满足要求而冷变形时尺寸达不到规格。试验结果分析表明了晶体缺陷机理对铝合金塑性变形的多方面影响,并肯定了热镦粗工艺比冷镦粗工艺更适用于铝合金模锻前制坯的方法,因为热成形有利于减少金属内部的晶体缺陷运动阻碍。     

基于应变影响的7A09铝合金等温压缩流动应力模型

在Gleeble-1500型热模拟压缩机上研究7A09铝合金在温度为633~733 K、应变速率为0.01～10.0s-1、最大变形程度为60%条件下的高温流动行为;基于7A09铝合金高温压缩时的流动应力特征,建立反映应变影响的7A09铝合金流动应力模型.结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流动应力显著降低;当应变超过一定值后,随着应变的增加,高、低应变速率下合金的流动应力变化趋势不同;建立的流动应力模型的计算值与实验值之间的最大误差为7.77%,平均误差为2.69%;与不考虑应变影响的流动应力模型相比,该模型的拟合精度高,能较好地描述7A09铝合金高温变形过程中的流动行为,为铝合金高温变形过程的数值模拟奠定了较好的基础.     

基于热加工图的铝合金6061变形行为研究

在Zwick/Roell Z020万能材料试验机上实施高温压缩试验,研究铝合金6061在变形温度范围为360～480℃,应变速率在0.001～1s-1时的热变形行为。基于动态材料模型理论,利用matlab进行三次样条插值,获取足够的数据利用origin软件绘制铝合金6061的功率耗散图。利用功率耗散图分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。在加工温度为360～440℃,应变速率为0.001～0.01s-1之间,功率耗散率的最大值为0.39,是该合金的最佳成形区域。     

等温锻造温度对2A70铝合金组织性能的影响

在6300kN四柱油压机上对2A70铝合金试样在变形温度350～480℃、应变速率0.001s~(-1)的条件下进行等温压缩试验,然后对其进行标准同溶时效处理,并进行室温拉伸性能测试和显微组织观测.实验研究结果表明,在430～450℃变形温度范围内,等温锻件的显微组织为完全再结晶组织,晶粒细小且沿变形方向分布;在430℃纵向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(410MPa和292.5MPa),在450℃横向抗拉强度和屈服强度分别达到最大值(400MPa和270MPa),而伸长率均远超过技术条件要求.综合考虑显微组织、强度和塑性等因素,选取450℃为该合金的较佳等温锻造温度.     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

热机械加工对EW75镁合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了恒温多向锻造工艺对EW75镁合金显微组织和力学性能的影响,并分析了动态再结晶机制。结果表明,500和470℃锻造态EW75镁合金薄板都发生了动态再结晶,而440和410℃锻造态EW75镁合金薄板中可见大量细小颗粒状析出相,未见明显动态再结晶组织,且在平行于锻压方向上,可见原始晶粒形貌以及颗粒状析出相,而在垂直于锻压方向上,可见明显加工变形流线。470℃锻造态EW75镁合金薄板发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸约为15μm,且合金中动态再结晶晶粒大部分为大角度晶界。经过锻造处理后的EW75镁合金薄板的强塑性相较于固溶态均有明显提升,随着锻造温度的降低,EW75镁合金薄板的抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现逐渐上升的趋势,而断后伸长率则表现为先增加后减小的特征。在470℃锻造时,EW75镁合金薄板具有最好的塑性,这主要与完全再结晶协调塑性变形以及较大的晶粒间取向差有助于晶面滑移有关。