Effect of Deformation Process on Superplasticity of Inconel 718 Alloy

Inconel 718合金经过热锻、δ相析出处理及再结晶热处理后,分别采用最大m值法和基于最大m值的应变诱发超塑性法进行高温拉伸试验,研究形变热处理及拉伸工艺对材料超塑性能的影响。结果表明,经过热变形、δ相析出及再结晶退火处理后,有效细化了Inconel 718合金的组织。析出的δ相可以在再结晶退火及热变形中起到控制晶界的作用。在950℃变形,采用上述两种方法拉伸变形得到的延伸率分别为566%和340%,说明基于最大m值的形变诱发超塑法可以进一步提高Inconel 718合金的延伸率。     

GH4169高温合金的超塑性变形研究

GH4169合金经过热变形及热处理后,采用最大m值法进行高温拉伸实验,研究形变热处理效果及其超塑性行为.结果表明,热变形后的高温合金经δ相析出热处理后能析出大量细小弥散的δ相,再结晶退火后得到均匀细小的组织.在相同的变形条件下,与传统的恒应变速率拉伸相比,最大m值法拉伸可以得到更高的伸长率.     

变形及热处理工艺对GH4169合金超塑性的影响

针对GH4169合金进行了不同变形工艺的超塑性拉伸和热处理试验,研究变形及热处理对合金塑性的影响。结果表明,锻态合金分别经过890℃×10h+950℃×1h和890℃×10h+950℃×3h的退火热处理后,发现延长第二次退火时间可有效细化晶粒;利用最大应变速率敏感指数法(最大m值法)进行不同温度的超塑性拉伸试验,在950℃时合金的伸长率最佳;延长第二次退火时间可显著提高试样的伸长率;采用基于最大m值法的应变诱发超塑性法对合金进行超塑性拉伸试验,可知预变形拉伸后,保温20min后其伸长率最佳;在890℃×10h+950℃×3h热处理后合金伸长率达566%,较单纯m值法拉伸后合金的伸长率显著提高。     

低温形变热处理对Inconel718合金组织的影响

利用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪研究了低温形变热处理时冷轧变形道次及不同变形量对Inconel 718合金中金属间化合物γ＂相和δ相的分布、形貌和数量的影响.结果表明：随着变形量的增加,析出相由晶内和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出,δ相形状由针状过渡到短棒状或颗粒状,γ＂相的尺寸逐渐减小.形变既促进γ＂相的析出又促进γ＂相向δ相的转变.γ＂、δ相的含量随变形量的增加而增加,两道次冷轧的低温形变热处理工艺提高了δ相的含量,却减少了γ＂相的量.     

低温形变热处理对Inconel718合金组织的影响

利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪研究了低温形变热处理时冷轧变形道次及不同变形量对Inconel 718合金中金属间化合物γ″相和δ相的分布﹑形貌和数量的影响。结果表明:随着变形量的增加,析出相由晶内和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出,δ相形状由针状过渡到短棒状或颗粒状,γ″相的尺寸逐渐减小。形变既促进γ″相的析出又促进γ″相向δ相的转变。γ″﹑δ相的含量随变形量的增加而增加,两道次冷轧的低温形变热处理工艺提高了δ相的含量,却减少了γ″相的量。     

热处理态激光立体成形Inconel 718高温合金的组织及力学性能

研究了经过高温均匀化固溶处理+中间δ时效处理+双级时效处理的激光立体成形Inconel 718合金的组织及力学性能,并考察了热处理后合金的位错组态.结果表明,由于热处理过程中的再结晶行为,合金组织由沉积态的初始柱状晶转化为等轴晶.Laves相完全固溶,针状δ相以及γ″强化相分别在晶界处以及γ基体上大量弥散析出.激光立体成形Inconel 718合金热处理态的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及断面收缩率均达到锻件标准.位错与γ″相的相互作用为位错切割γ″相以及位错绕过γ″相,在位错绕过γ″相的区域,位错密度比位错切割γ″相区域高.由于热处理态δ相尺寸大于锻件,位错会在δ相中发生塞积.碳化物和位错之间也存在强烈的相互作用,通过钉扎和拖曳作用来阻碍位错运动.     

Delta工艺Inconel 718合金热变形条件下的流变行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上对Delta工艺Inconel 718合金进行高温压缩实验,研究其高温压缩变形的流变应力行为。结果表明:δ相时效态Inconel 718合金在本实验条件下具有正的应变速率敏感性,流变应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而减小,动态再结晶是合金重要的软化机制。δ相时效态Inconel 718合金的热变形激活能为497.407 kJ/mol,高温压缩峰值流变应力与变形温度和应变速率的关系可用双曲正弦函数表示。     

退火对Inconel718合金氢脆特性的影响

通过实施不同的退火热处理工艺，调整合金中强化相的析出状态，制备具有不同退火状态的几组拉伸试样。对每组试样在未充氢和充氢后按相同的条件进行拉伸试验对该组试样的脆化作用。通过比较不同组试样的脆化表现通过比较未充氢试样和充氢后试样的强度和塑性，评价氢考察退火状态对Inconel 718氢脆倾向的影响。试验结果表明，随着退火程度的加强，强化相体积分数减少，氢引起的塑性损失下降，即抗氢脆性能改善。该结果说明，强化相γ″和γ′对Inconel 718合金的氢脆有促进作用。因此，根据不同工业应用要求，在符合强度要求的前提下，可以通过热处理改善零件的抗氢脆性能。     

热处理工艺对Inconel 718C改型合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、X射线衍射、光学和扫描电镜观察,研究了热处理工艺对改型Inconel 718C镍基高温合金微观组织、拉伸性能、持久性能以及蠕变行为的影响.结果表明,较高温度均匀化热处理可显著改善合金中元素的偏析,可消除合金中的Laves相.均匀化温度较低时残存少量Laves相,对合金强度无影响,但严重降低合金的塑性和700℃/620 MPa时的持久寿命.在中间热处理过程中,晶界δ相的析出显著降低合金的室温和700℃拉伸强度和塑性;δ相的析出增大了合金的稳态蠕变速率,加速了蠕变第三阶段的发生,这主要是由于在蠕变过程中δ相附近微孔聚集长大所致.     

热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050 ℃×1 h固溶和1050 ℃×1 h固溶+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。     

超细晶Inconel 718合金激光对接板的高温拉伸性能(英文)

为使Inconel 718合金的筒形多层夹芯结构顺利成形,研究该合金激光对接板的高温塑性。结果表明,拉伸方向对激光对接板的伸长率有很大影响。横向拉伸时,在温度为950°C和应变率为3.1×10-4s-1的条件下,最大伸长率为458.56%,此时m值为0.352,焊缝未变形。纵向拉伸时,在温度为965°C和应变速率为6.2×10-4s-1的条件下,最大延长率为178.96%,此时m值为0.261,焊缝随母材同时变形,焊缝的微观组织为树枝晶,晶间析出了Nb含量较高的Laves相。纵向拉伸时,由于动态再结晶的缘故,焊缝中出现了由树枝晶和等轴晶组成的混合组织。高温变形后,焊缝中的大量Laves相转化为δ相,但焊缝中仍有小部分残余的Laves相存在。多层夹芯筒结构成形的结果表明,激光对焊板的高温塑性能满足其筒形夹芯结构的要求。     

TB8钛合金形变诱导超塑性研究

采用形变诱导法对TB8钛合金进行了超塑性拉伸实验,研究了变形温度、预变形量和中间保温时间对该合金超塑性性能及微观组织演变的影响。结果表明:与恒应变速率法拉伸相比,该方法拉伸后合金的超塑性得到大幅度地提升;变形温度为750℃、预变形量为50%和保温时间为20 min时,该合金的超塑性能最好,伸长率为796.1%。预变形阶段,脱溶析出和再结晶双重优化作用使亚稳态β相转变为细小均匀的再结晶组织,在后续变形过程中,细小弥散的α相既能抑制再结晶晶粒过分长大,又能在一定程度上使再结晶组织发生应变集中而破碎。超塑性变形后合金的微观组织仍然保持较好的等轴状,具有典型的超塑性变形特征。     

热处理对Inconel718合金组织及力学性能的影响

针对Inconel 718合金的不同用途,分析研究了4种常用热处理工艺对Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶温度超过1020℃时,奥氏体晶粒显著长大。合金中主要析出相有MC、δ、γ’和γ″相。δ相沿晶界分布,1025℃固溶时呈颗粒状少量析出;950℃固溶时呈块状大量析出;直接时效时呈网状不连续分布。同时,δ相对合金的晶粒度影响较大,且其析出数量和形态决定了合金的韧塑性,γ″、γ’相的析出量和尺寸与晶粒尺寸决定了合金的强度变化。     

Inconel718合金金属注射成形制备过程及力学性能

以Inconel718气雾化预合金粉末为原料,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Inconel718合金材料.研究Inconel718合金烧结、热等静压(HIP)、热处理对合金显微组织、密度和力学性能的影响.结果表明:经1275 ℃烧结后,烧结体的相对密度达到98%.烧结体经HIP处理后,达到全致密.经烧结+HIP+热处理后,组织弥散析出了大量的γ″相和γ′相,其室温抗拉强度为1250 MPa,延伸率为21.7%;650 ℃抗拉强度为1177 MPa,延伸率为16.6%,其达到或超过了同牌号锻造合金的性能.     

固溶处理对选区激光熔化Inconel 718合金组织与硬度的影响

利用选区激光熔化技术制备Inconel 718合金,对其在不同温度、时间和冷却条件下进行热处理。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪和显微硬度计研究不同热处理工艺条件下Inconel 718合金的微观组织与硬度。结果表明:当热处理温度为1 080℃时,沉积态合金中的束状亚结构消失、第二相含量减少,随着保温时间的延长,晶粒开始由非均匀柱状晶转变为再结晶晶粒,残余应力集中区和小角度晶界逐渐减少,并且形成11160°退火孪晶,硬度从292 HV降低至253 HV;当热处理温度为1 130℃时,沉积态合金中的非平衡组织全部发生再结晶,残余应力集中区基本消失,晶粒内部出现均匀的退火孪晶,硬度保持在220 HV左右;对于1 080℃/60 min热处理试样,随炉冷却方式的硬度高达431 HV,其较高的硬度主要与随炉冷却形成大量的亚结构和析出相有关。     

TC4-DT钛合金基于最大m值的超塑变形

采用最大m值法,在温度分别为850℃、870℃、900℃下,对改锻前及改锻后的TC4-DT钛合金棒材进行超塑性拉伸实验。实验结果表明,根据最大m值法拉伸试样TC4-DT在870℃的变形温度下,延伸率达到了最大值1240%,表明该类型TC4-DT钛合金的最佳超塑性变形温度在870℃左右;并且改锻后较细晶粒尺寸的TC4-DT棒材的超塑性明显高于改锻前的较粗晶粒组织,延伸率平均提高了一倍;分析显微组织可知,在超塑性拉伸变形中发生了动态再结晶。     

固溶温度对激光增材制造Inconel 718合金组织和性能的影响

目的探索激光增材制造Inconel718高温合金最理想的固溶处理制度。方法利用激光增材制造技术制备了Inconel 718合金,通过组织观察(光学显微镜和扫描电镜)、能谱分析和维氏硬度测试等方法,研究了固溶温度对其组织、析出相及硬度的影响。结果不同固溶温度对Inconel 718的晶粒尺寸有很大影响。在固溶温度1000℃下保温1 h,沉积层开始出现再结晶现象。当固溶温度继续增加到1080℃时,与沉积态的组织相比,晶粒明显细化且再结晶过程基本完成。此外,不同固溶温度条件下,Inconel718的相析出和溶解行为也有所差异。固溶温度为940℃时,在未溶解的Laves相周围存在明显的δ相,当固溶温度继续提高时,δ相由于固溶作用而数量减少。另外,不同固溶温度处理后的合金显微硬度也表现出规律变化。当固溶温度为940℃时,试样硬度高于沉积态硬度,但是随着固溶温度持续升高,合金的显微硬度开始迅速下降并低于沉积态硬度,1050℃时保持稳定;当温度高于1150℃时,显微硬度继续迅速下降。结论激光增材制造Inconel718合金的热处理制度不同于铸造和锻造的热处理制度,其较为理想的固溶制度为1080～1150℃保温1 h。     

变形度对退火态Nb-W-Mo-Zr棒材金相组织和力学性能的影响

对采用相同加工工艺制备的4种不同规格NbW合金棒材进行退火热处理、金相组织观察和室温力学性能的测试。实验数据表明合金的金相组织在热处理前后由锻造态的流线形向完全再结晶形态转变,1350℃是NbW合金最低再结晶温度。晶粒度随变形量的增加而减小,当Φ31棒材的变形量达到89.7%时晶粒度为43.55μm,同时抗拉强度值达到最大值505MPa,拉伸延伸率为最小值29.5%。     

TC6钛合金的超塑变形机制研究

提出了一种全新的超塑性研究方法：基于m值的高效超塑变形机制。采用该方法对TC6钛合金进行高温拉伸实验,研究其超塑性能,并与最大m值法超塑性进行比较分析。实验结果表明,细晶组织的该合金具有优良的超塑性,最佳变形温度在900℃,最大m值超塑变形可以获得20倍的最大延伸率;基于m值的高效超塑变形可以显著提高超塑成形效率,在获得延伸率为16.96倍的优良超塑性前提下,成形效率可提高13倍。     

热变形TiAl基合金的超塑性行为

采用包套锻复合热机械处理技术,在Ti-33Al-3Cr合金中得到了平均名义晶粒尺寸为1μm的热变形显微组织材料在1000—1075℃及10×10－6—8×10－3S－1的应变速率范围内显示良好的超塑性,其应变速率敏感系数高达0．9;热激活能仅为250kJ／mol．在1075℃及8×10－5s－1下得到517％的超塑性拉伸延伸率．获得高的超塑性拉伸值的机理是,动态再结晶导致应变速率硬化