难变形镍基高温合金GH4720Li（化学成分）的超塑性变形行为
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-12-21
GH4720Li合金是在Udimet720合金（国内牌号GH4720）的基础上发展而来的，其合金化程度非常高，主要强化相γ'相在服役状态下高达40%～50%，居变形高温合金之首，属于典型的难变形高温合金。
GH4720Li合金是在Udimet720合金（国内牌号GH4720）的基础上发展而来的，其合金化程度非常高，主要强化相γ'相在服役状态下高达40%～50%，居变形高温合金之首，属于典型的难变形高温合金。因此，对GH4720Li合金热变形行为的研究，一直是学术界和工程界研究的热点。
超塑性成形具有塑性高、变形抗力小、可一次精密成形、成形零件质量好等优点，已在多种高温合金中得到应用。借助超塑成形工艺实现难变形高温合金的易成型能力，越来越受到重视。GH4720Li合金在初始晶粒组织均匀、晶粒度不粗于ASTM 10级时，具备细晶超塑性条件。因此，研究人员利用等温热压缩的实验手段研究初始均匀细晶组织超塑性变形行为，依据应变速率敏感因子m值确定超塑性变形范围，并分析等温热变形过程中的组织演变规律，为改善GH4720Li难变形镍基高温合金的热加工性和解决该合金组织控制关键技术等难题提供依据。
实验用GH4720Li镍基高温合金采用真空感应+真空自耗（VIM+VAR）双联工艺冶炼而成，其化学成分（质量百分数，%）：C0.018，Cr16.01，Co14.9，Ti5.15，Al2.64，B0.015，W1.28，Mo2.98，Zr0.025，Ni余量。该合金铸锭首先经均匀化扩散退火，然后经多火次锻造开坯制成棒材。利用场发射扫描电镜（FESEM），确定该棒材组织的初始晶粒度为ASTM 10级。然后，从该棒材上切取Φ8mm×12mm的热模拟压缩试样。热压缩实验中为保证变形均匀，在试样两端加高温玻璃润滑剂以减少摩擦对应力状态的影响，同时在试样表面焊上热电偶以补偿试样表面温度的变化，热压缩实验后立即水冷以保留变形组织。
对GH4720Li合金样品进行不同变形温度、应变速率和变形量条件下的热压缩模拟实验。采用形变温度为1040、1070、1100 和1130℃，应变速率为10－4、5×10－4、10－3和5×10－3s－1及工程变形量50%的变形条件。GH4720Li合金试样经热压缩后，利用光学显微镜（OM）和FESEM 分别对晶粒和γ'相进行组织研究。试验结果表明：
（1）均匀细晶GH4720Li合金在1040～1130℃、0.0001～0.005s－1变形区间内，应变速率敏感因子m值随变形温度升高和变形量增加而降低；
（2）1040～1100℃、10－4～5×10－3s－1条件下，该细晶合金具有超塑变形的能力，而1130℃时，无论应变速率如何，该合金已经不具备超塑性变形的能力；
（3）均匀细晶合金在较高变形温度下最佳超塑性变形所对应的应变速率较高，低温变形时最佳超塑性变形发生需要更低的应变速率。
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