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。     

GH698合金塑性的研究

本文研究了我厂试制的GH698合金个别试样中温塑性偏低的原因。对试样的组织、大γ′相不均匀性、元素偏析、夹杂物及晶界状态等与实物进行了对比。研究结果表明,大γ′相分布不均匀是合金中Al、Ti偏析所致。夹杂物多且沿轧向呈条带分布,大颗粒呈网状或骨架状,个别Nb(C,N)夹杂中含有氧,还存在有高Zn、S、Mg的夹杂。这些都影响了合金的中温塑性。本文也对加入微量Mg后,合金的组织、Mg的分布,对断口形貌的改善进行了详细对比分析。     

GH738合金双锥试样热压缩行为

利用双锥试样热压缩实验研究了GH738合金的动态再结晶行为,通过有限元软件计算得到样品纵剖面应变和温度的定量分布规律,进而构建合金动态再结晶的动力学曲线,并分析了热压缩温度对再结晶动力学的影响规律。结果表明:将双锥试样压缩至高12 mm时,其纵剖面中心线位置的真应变量呈对称分布且连续变化,边缘最低应变量为0.47,心部应变量峰值为2.61,该区域温度基本保持稳定;动态再结晶比例随真应变呈"S"形曲线变化,随着预热温度的降低,再结晶形核所需应变量增大,晶粒尺寸减小,但完成再结晶所需应变量无明显变化。     

GH738合金数值模拟材料数据库的建立

采用MMS-300型热模拟试验机对GH738合金热变形过程（温度范围为1030～1170℃,应变速率为0．1～10s^-1,应变为0．5）进行了实验研究,获得合金的应变速率、等效应变和变形温度变化的数据,用户通过自定义新材料,将真应力一真应变曲线数据和物理参数输入DEFORM软件中,建立了GH738合金的材料数据库,为同类材料的数值模拟提供了可靠的数据。采用该材料数据库对GH738合金低压一级涡轮盘进行了等温锻造成形数值模拟,分析了不同压下速率下锻件的温度场、等效应变场变化,为分析GH738合金锻件组织不均匀的原因提供参考。     

激光沉积修复GH536/GH738合金的组织及力学性能

采用GH536合金粉末对GH738合金损伤试样进行激光沉积修复试验研究,通过正交试验法优化工艺参数,得到较小熔深、无缺陷的修复试样;测试分析了修复试样的显微组织、室温拉伸性能及显微硬度。结果表明:合金修复区为外延生长的柱状晶组织,修复区边缘柱状晶取向较一致,修复区中心柱状晶出现一定角度转向;合金修复区枝晶干上主要为富含Mo、Cr的M6C碳化物,晶界处出现少量细小的M23C6碳化物。相比于基体,合金热影响区中γ′相数量减少并呈粗化趋势,MC碳化物发生分解。激光沉积修复试样室温抗拉强度为GH738锻件的66.5%,高于GH536锻件强度;断后伸长率分别低于GH738锻件及GH536锻件的;修复区域的显微硬度分别低于GH738基体的显微硬度,高于GH536锻件的显微硬度。     

GH4049合金的热加工图研究

在Gleebe-1500热模拟机上对0H4049合金进行了热模拟压缩实验,采用动态材料模型建立了合金的热加工图.基于热加工图研究了GH4049合金在温度为1060～1180℃、应变速率为0.1～50s-1条件下的热变形特性.结果表明,GH4049合金的热变形失稳区域集中在温度为1060～1110℃、应变速率为0.7～50s-1及温度为1120～1180℃、应变速率为1.8～50s-1的两个区域内;在合金的热变形稳定区域内,温度为1110～1175℃、应变速率为0.1～1.8s-1是合金典型的动态再结晶区域,对应的峰值效率为32％.     

GH738合金冷变形及中间退火再结晶行为研究

通过光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、显微硬度计等手段,系统研究了GH738合金不同冷轧变形量后中间退火组织演变规律。研究表明:变形量是影响加工硬化的主要因素;经过不同冷轧变形后,1000℃退火奥氏体未发生再结晶;在1040～1080℃进行退火处理,可得到均匀细小的等轴晶。建立了GH738合金冷加工本构方程和再结晶晶粒长大方程。     

GH4169合金超塑性挤压工艺的研究

此文通过挤压比为９：１的ＧＨ４１６９合金超塑性挤压工艺的研究，对ＧＨ４１６９合金的精密成形方式做了一些探讨，在自制的玻璃基润滑剂ＨＬＢ０３的使用下，Ｔ＝１０００℃，平均挤压速度Ｖ＝２ｍｍ／ｍｉｎ，最大单位挤压力Ｐｍａｘ＝５６１．７ＭＰａ时，得到了满意的挤压效果。     

激光沉积修复GH738合金时效热处理组织及性能研究

研究了双极时效热处理对激光沉积修复GH738合金显微组织及力学性能的影响。结果显示：沉积态显微组织为典型的外延柱状枝晶,枝晶间距为约10 μm。经过时效处理后,修复区组织开始长大、合并。沉积态未发现γ＇相,枝晶间存在立方状的MC型碳化物,枝晶干存在颗粒状M23C6型碳化物。经双级时效处理后,修复区析出γ＇相：稳定化温度为820℃时,γ＇相平均尺寸约为37nm,碳化物在晶界处呈断续状析出。随着稳定化温度升高,γ＇相及碳化物尺寸均有所增大,其中稳定化温度为840 ℃时,γ＇相平均尺寸约为76 nm,碳化物呈项链状析出;稳定化温度为860℃时,γ＇相平均尺寸无明显增大,部分γ＇相发生明显粗化,尺寸达到150 nm,晶界处碳化物开始呈包膜状析出。力学性能测试结果显示：时效处理后试样抗拉强度明显提高,随着稳定化温度升高,抗拉强度先升高后降低,断后伸长率不断降低。     

GH826合金的热加工工艺塑性

一、前言 GH 826镍基变形高温合金以W、Mo强化奥氏体,以Ti,A1形或γˊ相来折出强化。与GH37合金相比,γˊ相体积分量从22％提高到30％左右,合金使用温度也从750℃提高到约800℃。该合金在航空发动机中一般用作动叶材料,也用作其它高温部件,如加力扩散器所用部件。     

时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。     

GH738合金在不同变形条件下的再结晶过程

通过压缩锥形试样研究了温度和变形程度对GH738合金微观组织的影响,分析了不同变形程度下,合金的再结晶晶粒尺寸、再结晶体积分数和平均晶粒尺寸的演化情况,为制定GH738合金热态变形工艺提供了理论依据。研究结果表明,随着温度升高,再结晶晶粒尺寸变大;随变形程度减小,再结晶体积分数逐渐减小。在不同变形程度下,在1120℃温度时变形可获得较高的再结晶体积分数和较均匀的再结晶晶粒尺寸;当加热温度1100～1140℃范围内,变形程度大于28%时,可以获得晶粒尺寸较为均匀的微观组织。     

激光沉积修复GH738合金时效热处理组织及性能

研究了双极时效热处理对激光沉积修复GH738合金显微组织及力学性能的影响。结果显示:沉积态显微组织为典型的外延柱状枝晶,枝晶间距约为10μm。经过时效处理后,修复区组织开始长大、合并。沉积态未发现γ′相,枝晶间存在立方状的MC型碳化物,枝晶干存在颗粒状M_23C_6型碳化物。经双级时效处理后,修复区析出γ′相:稳定化温度为820℃时,γ′相平均尺寸约为37 nm,碳化物在晶界处呈断续状析出。随着稳定化温度升高,γ′相及碳化物尺寸均有所增大,其中稳定化温度为840℃时,γ′相平均尺寸约为76 nm,碳化物呈项链状析出;稳定化温度为860℃时,γ′相平均尺寸无明显增大,部分γ′相发生明显粗化,尺寸达到150 nm,晶界处碳化物开始呈包膜状析出。力学性能测试结果显示:时效处理后试样抗拉强度明显提高,随着稳定化温度升高,抗拉强度先升高后降低,断后伸长率不断降低。     

GH690-RE合金高温塑性本构方程研究

采用Gleeble-3500热模拟机对GH690-RE合金进行高温压缩变形试验,在温度为950～1200℃,应变速率为0.001～2.000s-1的变形条件下测定并分析其应力-应变曲线。结果表明,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,且流变应力特征可用经典的双曲正弦模型描述。以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了GH690-RE合金的常数,建立了GH690-RE合金的高温本构关系方程。     

GH738合金表面Al-Si渗层的制备及其抗氧化行为

采用热扩散法在GH738合金表面制备出Al-Si渗层。通过X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)分析了Al-Si渗层形貌、厚度、物相组成和元素分布;采用显微维氏硬度计测定了渗层的硬度;采用静态增量试验方法,在1200℃,对Al-Si渗层试样和GH738镍基合金基体进行了100 h的恒温抗氧化性能测试。结果表明,Al-Si渗层厚度可达120μm,渗层为明显的双层结构,外层为Al-Si层,内层为互扩散层;渗层物相组成主要为NiAl和Ni₂Al₃以及少量Cr₃Si;渗层表面硬度达到900 HV0.1左右,约为基体的3.5倍;Al-Si渗层氧化动力学曲线满足抛物线规律,氧化速率常数为0.0987 mg²·cm^-4·h^-1,表面形成比较致密的Al₂O₃保护膜,其高温抗氧化性能较基体提高了约5倍。     

烟机用GH738合金Φ1250mm盘件的研制

随着炼油业的发展,炼油厂烟气轮机向着大型化高功率化方向发展,大规格烟气轮机涡轮盘的需求越来越多。宝钢特钢通过新工艺设计,首次试生产出直径为1 250 mm的GH738合金大规格盘件,并对盘件的组织和性能进行了考核,确认各项性能达到进口盘件的实物水平,打破了此类大盘件合金只能依靠国外进口的格局。     

稳定化处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等研究了稳定化处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响.结果表明,稳定化温度对优质GH738合金的组织和强度影响不显著,845℃及以下时,随稳定化温度的升高,优质GH738合金的强度和持久寿命略微升高,主要原因在于二次γ'相的尺寸随稳定化温度的升高逐渐长大,一次γ'相尺寸基本不...     

喷射成形GH738合金热变形特性及微观组织演变

在温度950~1200℃、应变速率0.13~6.5 s~(-1)及工程应变50%的条件下,利用Gleeble-3500~(TM)热模拟试验机对喷射成形GH738合金进行热压缩试验,研究了合金的热流变行为并建立了流变本构关系,结合显微组织分析及统计技术研究了合金的组织演变情况。结果表明,流变应力随温度的升高和应变速率的减小而降低。合金热变形激活能为580.81kJ·mol~(-1)。随着形变温度的升高,高位错密度处晶界弓出形核使晶界"锯齿"化并形成项链组织,在1100℃获得完全动态再结晶组织,随温度继续升高及应变速率的降低组织明显长大。     

塑性垫在GH4169合金镦饼中的应用研究

GH4169合金的组织性能对温度、变形量等热加工工艺参数十分敏感,并且镦饼过程中端面不可避免地会存在变形死区。本试验是在镦饼时采用塑性垫,经过数值模拟、锻件生产及检测,锻件的超声波水浸检测结果、晶粒度及力学性能等均满足要求。     

固溶处理温度对GH738合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和材料试验机研究了GH738合金在不同固溶热处理制度下的显微组织和性能。结果表明,随着固溶温度的提高,合金的晶粒尺寸随之增大、未溶入基体的γ′相逐渐减少,新析出的γ′相逐渐长大;GH738合金中的第二相有MC和M_(23)C_6,MC主要分布在晶内,M_(23)C_6主要分布在晶界;GH738合金的室温拉伸强度、屈服强度及洛氏硬度随二次固溶温度的升高而减小。