A286 合金的热变形行为

采用热压缩试验对A286合金变形温度为950-1150 ℃,应变速率为0.1-10 s-1的流变应力、组织进行了研究。结果表明,随温度和应变速率的增加,再结晶分数增加。采用双曲正弦函数描述了峰值应力与Zener-hollomon 参数的关系,测试范围内,峰值应力条件下的再结晶激活能为464 kJ/mol,峰值应力方程为,峰值应力计算值和试验值吻合较好。     

A286合金的高温持久性能

为了探究A286合金的高温持久性能,对采用进口电炉+炉外精炼+真空自耗(EAF+LF+VAR)冶炼工艺制备的A286合金进行不同温度和应力的高温持久试验,利用Larson-Miller参数(LMP)预测了A286合金的持久寿命,并分析了断口微观组织演变。结果表明,A286合金应力与LMP之间的关系为σ=-107.30×LMP+3011.02。随着试验温度的降低,A286合金的断裂方式由韧窝和孔洞组成的韧性断裂转为沿晶断裂的脆性断裂。在低温高应力下,裂纹主要在MC和M₂₃C₆处产生,在高温低应力下,裂纹主要在片层状η相处产生。在试验温度650℃、应力450 MPa下,强化机制主要为位错切过γ′相的沉淀强化,在试验温度750℃、应力150 MPa下,强化机制为位错切过γ′相的沉淀强化和位错绕过γ′相的弥散强化,并且晶内析出的TiP₂、(Ti, Nb)C、TiC和NbC等纳米颗粒有利于高温持久蠕变。     

固溶温度对A286合金低温力学性能的影响

利用电子万能试验机、金相显微镜、冲击试验机、电子探针研究了A286合金经900、950和1000℃固溶1 h,水冷+720℃时效16 h空冷后的低温(-50、-196和-269℃)力学性能。结果表明,测试温度相同时,随着固溶温度的升高,抗拉强度和屈服强度变化不大,断后伸长率在33%～42%之间,断面收缩率在45%～52%之间;固溶温度相同时,随着测试温度的降低,抗拉强度和屈服强度均增加,冲击吸收能量降低,最低冲击吸收能量为45 J,但仍保持着良好的韧性。     

冶炼工艺对A286合金高温拉伸性能的影响

为了研究冶炼工艺对A286合金高温拉伸性能的影响,分别采用真空感应熔炼炉+电渣重熔和电弧炉+VOD炉+LF炉+电渣重熔两种工艺冶炼了不同成分的A286合金。对合金进行了900℃保温2 h水冷的固溶处理和720℃保温16 h的时效处理,并在450、550、650、700、750、800℃进行了拉伸试验。结果表明：固溶和时效处理后采用两种工艺冶炼的A286合金的显微组织均为奥氏体,并有孪晶,晶粒度为9.5级;随着拉伸试验温度的提高,合金的屈服和抗拉强度均降低;由于孪晶和晶界析出相较多,电弧炉熔炼试样的高温强度略高于真空感应熔炼试样;由于杂质含量较高,电弧炉熔炼试样在650～700℃发生脆断,700℃塑性最低。     

固溶处理对A286合金组织与硬度的影响

通过光学显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计等研究了固溶温度(980、1000、1020℃)和保温时间(60、90、120 min)对A286合金微观组织和硬度的影响。结果表明,热轧态合金基体为再结晶的均匀奥氏体晶粒组织,同时存在一次碳氮化物。随着固溶温度的升高和保温时间的延长,再结晶晶粒优先从表面生长并逐渐向内部扩展,晶界有较大尺寸磷化物析出,合金硬度小幅度降低。     

高温合金A286室温动态力学性能研究

为实现固溶态A286材料室温下塑性变形的数值模拟与合理制定其成形工艺参数,采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究A286材料室温下不同应变速率下的流变力学行为,探讨应变和应变速率对固溶态A286材料流动应力的影响机制。试验结果表明:由于材料的应变强化与绝热效应引起的软化相互竞争,在高应变速率、大应变条件下表现为流动应力下降;固溶态A286材料存在一定的应变速率敏感性,压缩状态下的屈服强度随应变速率的增大而增大,在ε=0.65的情况下未出现破坏,具有良好的塑性。利用简化的Johnson-Cook(J-C)本构模型拟合得到固溶态A286材料的动态塑性本构关系,模型计算结果和试验结果显示,该模型可以较好地预测固溶态A286材料在冷变形时的塑性流动应力。     

A286合金激光焊接接头的组织与高温持久性能

对A286合金板材进行了激光焊接和固溶时效处理,对比研究了激光焊接和固溶时效对合金焊接接头组织及高温持久性能的影响。结果表明,A286合金500℃高温持久性能高低顺序为激光焊接+固溶时效>母材>激光焊接。A286合金母材、激光焊接件和激光焊接+固溶时效件持久拉伸后均未出现晶粒明显拉长和明显持久蠕变。激光焊接件的焊缝呈明显枝晶组织,热影响区为等轴晶组织,焊缝与热影响区的过渡区窄,使焊缝和热影响区成为持久性能薄弱区域。固溶时效可降低偏析、消除残余应力,使焊缝与热影响区的过渡区变宽。激光焊接件高温持久断裂的断口韧窝浅,且存在解理面,而激光焊接+固溶时效件的断口韧窝均匀细小,呈现微孔聚集型断裂特征。从提高激光焊接件高温持久性能考虑,激光焊接后应进行固溶时效处理,改善焊接接头组织。     

压缩量和时效制度对A286高温合金组织和性能的影响

对经过980 ℃×2 h固溶处理后的A286合金进行压缩变形和时效处理,利用X射线衍射仪(XRD)观察相的元素成分;利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察其显微组织;利用硬度计测试维氏硬度,对其性能进行比较,以验证析出相对时效后A286合金性能的影响。结果表明,相同压缩条件下,随着时效时间的增加,A286合金析出相数量不断增加,析出相种类以弥散γ′相、碳化钛和碳化铬为主;相同时效条件下,随着变形量的增加,析出相的数量也在不断增加。在680 ℃时效时,随着时效时间的延长,同一压缩量合金的硬度呈增大趋势,但增幅逐渐趋缓;经35%压缩量的合金在720 ℃时效8 h时硬度达到峰值。     

A286高温合金薄壁管件镦制工艺优化北大核心CSCD

针对某型A286高温合金薄壁管件的薄壁特征镦制成形过程中,容易出现折叠、填充不完全、飞边等问题进行了研究。提出了正挤压和反挤压两种材料流动方式,并利用Deforn-3D有限元软件进行数值模拟。对比分析了两种镦制工艺成形过程中的成形效果、等效应力、等效应变、金属流线和材料流动规律,数值模拟结果表明:与反挤压相比,正挤压成形制件的应力集中明显,金属流线紊乱,且有明显缺陷,采用反挤压镦制工艺更加合理。镦制实验结果表明,采用反挤压镦制成形的制件具有良好的几何特性,无填充不完全、折叠、飞边等缺陷,实验结果与数值模拟结果一致。     

两种冶炼工艺下A286高温合金的热变形行为

为了探究真空感应+真空自耗(VIM+VAR)和电炉+精炼+真空自耗(EAF+LF+VAR)两种工艺冶炼A286高温合金的热变形行为,利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度950~1150 ℃和应变速率0.01~10 s^-1范围内进行热压缩试验。基于摩擦和绝热加热修正后的真应力-真应变曲线和应变硬化率曲线建立了A286合金的Arrhenius本构方程,确定了VIM+VAR合金和EAF+LF+VAR合金的热激活能分别为358.15和372.54 kJ·mol^-1。利用临界应变和动态再结晶体积分数50%应变引入动态再结晶速度参数k_v,建立新的动态再结晶模型。采用Prasad 准则绘制两种钢在应变0.2、0.5和0.9下的热加工图,并结合组织分析,确定VIM+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~10 s^-1;EAF+LF+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~3 s^-1,得出VIM+VAR合金的热加工区间较宽,其热加工性能优于EAF+LF+VAR合金。     

A286薄壁圆管局部退火组织的演变机制

基于A286高温合金抽芯铆钉钉套局部感应加热工艺方法,研究了局部感应退火温度场对退火区组织性能和力学性能的影响,并定性地描述了局部感应退火软化机制.结果 表明:A286高温合金钉套退火区的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,其硬度随晶粒尺寸增大而减小;在感应退火过程中,Σ3晶界的数量随温度的升高而先增加后降低,并且有一定数...     

增压器叶轮低熔点合金模具的铸造

增压器叶轮低熔点合金模具的铸造赵建国，崔培治，武守仁，陈文军，仪垂勇（山东济南市：２５００２２机械部济南铸锻机械研究所）主题词：低熔点合金，叶轮模具，模具制造，铸造工艺随着增压型内燃机进口的种类与数量的增多，增压器国产化的问题日趋迫切，其中钢叶轮和铝...     

A286高温合金薄壁管件冷镦冲连皮力预测及冲头结构参数优化

薄壁管件冲连皮力预测与冲头参数优化是冲连皮加工过程中需要考虑的重要问题,基于DEFORM软件对薄壁管件冲连皮过程进行了数值模拟仿真,利用极差分析了冲头前角A、圆角半径r和冲连皮间隙C对最大冲连皮力Fmax的影响程度;建立了BP神经网络模型,预测了薄壁管件冲连皮过程中的最大冲连皮力,相关系数R达到了0.97608;以冲连皮过程中最大冲连皮力最小为优化目标,利用遗传算法优化了冲头结构参数(冲头前角A、圆角半径r和冲连皮间隙C),得到最优的冲头结构参数为冲头前角A=12.8°、圆角半径r=0.2 mm和冲连皮间隙C=0.12 mm;基于仿真实验,验证了优化的冲头结构参数的准确性,为薄壁管件冲连皮过程的优化和冲头结构参数的选择提供了依据。     

A286不锈钢薄板激光焊接工艺性研究

采用激光焊对0.635 mm厚的A286不锈钢薄板进行填丝焊接,分析测试了焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能以及断口形貌.结果 表明,焊缝区组织为柱状晶奥氏体基体上分布着少量枝晶间的8铁素体,热影响区发生了回复和再结晶,晶粒有一定程度的长大;母材和焊缝之间没有平直明显的熔合线;热影响区和焊缝区的平均显微硬度高于母材...     

A286铁基合金大型锻件的开发和制造

A286铁基合金是一种使奥氏体基体析出微细γ′相的强化材料,即使在超高温和低温状态下,材料也具有稳定的组织、很高的强度和韧性。近年来,在以能源为中心的各种领域内,正不断开发出用于超高温和超低温等特殊环境的设备,对用于制作这类设备结构件的A286材料的需求也越来越大。本文介绍了关于A286铁基合金大型锻件制造方法的开发、实际制造经验以及对材料内部性质的研究结果。     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

高温合金燃机叶轮铸造工艺数值模拟

本文介绍了在高温合金燃机叶轮铸造过程中采用数值模拟技术,模拟了不同浇注温度条件下凝固过程中可能出现的缺陷。结果显示：采用数值模拟技术能够比较准确的预测缩孔疏松缺陷产生的部位,提供了工艺改进的方向。通过采用球形浇冒口、合适的径高比、局部保温措施等方法,解决了涡轮轴疏松的问题,获得了冶金质量优异的涡轮叶轮,很好的满足了设计和使用的要求。