新闻资讯
固溶态高温合金GH738热变形行为
1.前言
GH738合金由于在760ºC以下具有高的拉伸和持久强度,870ºC以下具有良好的抗氧化性能,特别适用于制造航空发动机和动力机械中的涡轮盘及涡轮叶片,亦可以用来作为非转动的高温结构件和紧固件等。该合金属于难变形高温合金,锻造期间晶粒组织的控制对获得预期性能的锻件具有至关重要的意义,因此量化锻造参数对材料性能的影响很重要。本文在Gleeble-1500热模拟机上,采用圆柱体高温单道次压缩试验,对GH738高温合金的热变形行为进行了较系统的研究,分析其高温变形时流变应力的变化规律,回归得到变形抗力模型,结合微观组织确定了该合金最佳的锻造参数。
2.试验条件及方法
试验用合金采用真空感应+真空自耗重熔工艺冶炼;成型工艺为:压力机上模锻成形。原始棒材经线切割成f8×12mm的圆柱试样,供热模拟实验用。原GH738合金的化学成分为:0.040C,19.41Cr,13.93Co,4.26Mo,1.43Al,2.98Ti,0.56Fe,Ni基。热模拟试验在Gleeble-1500热模拟机上进行,变形方式为轴向压缩,压缩过程中在圆柱体试样两端加放钽片以减少摩擦对应力状态的影响。试验温度分别为1000℃、1000+α℃、1000+β℃、1000+γ℃、1000+δ℃, 变形速率为1 s- 1、10 s- 1 ,真应变为0.3,0.3+x,0.3+y。Gleeble-1500热模拟机采用电阻加热,升温速率为10℃/ s,升温至变形温度后保温3min以使温度均匀化,热变形完成后水淬,以固定其高温组织;水淬之后的试样沿轴向切开,用来显微组织的观察。
3.试验结果与分析
3.1 σ-ε曲线
图1a和1b表示变形温度在1000-1000+δ℃,变形速度在1-10s-1情况下的流变曲线。曲线上的应力为瞬时压力除以瞬时试样的面积。平均真应变依据公式ε=Ln(l/l0)计算得来。式中l和l0分别表示试样的瞬时和原始高度。从这些图还可以明显的看出变形温度一定时,随着应变速率的增加,峰值应力和峰值应变均将增大。这因为变形温度一定时,随着应变速率增加,加工硬化作用增大,其硬化速率超过了动态再结晶的软化速率,同时高的应变速率没有给予动态再结晶晶粒足够的时间形核,动态再结晶进行的不充分,再结晶软化与加工硬化两者作用效果相互平衡时的峰值应力和峰值应变均将增大[1-2]。