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脉冲电流对GH4049合金静态再结晶行为的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-10-23
对冷变形GH4049合金施加脉冲电流，研究了脉冲电流对合金再结晶起始温度、再结晶激活能的影响规律，并对粗化的γ'相影响合金静态再结晶行为进行了探讨。
高温合金是制造航空、航天发动机和工业燃气涡轮发动机的重要材料。随着航空航天工业的迅猛发展，发动机涡轮进口温度不断提高，关键部件的服役条件也愈加苛刻，要求高温合金具有高热强性。而热强性的不断提高，必然导致热加工变形抗力增加、塑性降低，由于成分及组织结构复杂，合金再结晶温度高、速度慢，进而导致热加工变形温度区间变窄，使此类合金热加工变形困难。
从能量形式角度考虑，脉冲电流作用下金属材料诸多冶金过程的研究表明，电塑性效应是其显著特点之一。同时，国内外学者已对脉冲电流下镁合金及铝锂合金等的再结晶过程进行了研究，发现脉冲电流具有显著降低再结晶起始温度、提高再结晶形核率的作用。对于沉淀强化型高温合金，其强化主要取决于γ'相沉淀析出，具体的是取决于基体中γ'相的数量、颗粒大小和颗粒粗化速度等。在长期的高温作用下γ'相会发生聚集粗化，从而导致合金的性能降低。
研究人员对冷变形GH4049合金施加脉冲电流，研究了脉冲电流对合金再结晶起始温度、再结晶激活能的影响规律，并对粗化的γ'相影响合金静态再结晶行为进行了探讨。
研究用GH4049合金主要成分（质量分数/%）为：C0.70，Cr10.25，Co15.00，W5.5，Mo5.00，Al4.05，Ti1.65，Fe1.50，V0.35，B0.025，Ce0.02，P0.10，S0.01，Cu0.07，Si0.5，Ni余量。合金采用双真空冶炼、热锻成直径38mm棒材，经1200℃×8h的固溶处理（ST）后，分成A、B两组。A组不再做其他处理，B组进行1050℃×24h的时效处理（AT）。A、B组同时进行变形量为80%的冷轧，对冷轧后的GH4049合金进行不同参数的脉冲电流处理，同时进行相同温度常规温度场下的对比退火处理。
利用OLYMPUS GX71型光学显微镜、OLYMPUSLEXT 3100型激光扫描共聚焦显微镜表征分析电脉冲退火（PCA）及常规退火（NA）合金的再结晶组织形貌，化学腐蚀剂为CuCl2（5g）+HCl（20mL）+C2H5OH（20mL）溶液。试验结果表明：
（1）施加脉冲电流可以显著降低难变形GH4049合金的再结晶起始温度，降低幅度随脉冲电流频率的增大而增大。常规处理下，GH4049合金的静态再结晶起始温度约为921℃，当脉冲电流参数达到4kA/mm2、10Hz、30μs时，合金的再结晶起始温度下降至665℃。
（2）在脉冲电流作用下，合金中粗化的γ'相促进GH4049合金静态再结晶的形核。
（3）脉冲电流的引入，促进了GH4049合金冷变形过程中的位错运动、降低合金的再结晶激活能，使合金能够在较低温度下发生再结晶。
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