Nimonic 80A高溫合金熱變形及再結(jié)晶演變研究.pdf

1、Nimonic80A是一種具有良好的抗腐蝕、抗氧化性以及高溫蠕變抗性的鎳基高溫合金，被廣泛用于航空航天、核電能源、化工、船舶、汽車等行業(yè)中。Nimonic80A高溫合金屬于變形合金，通常采用熱軋、熱鍛等熱變形方式對其進(jìn)行加工。在熱加工的過程中會發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶、亞動態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶以及晶粒長大等多種組織演變，這對組織和性能影響很大。此外，變形溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率、初始晶粒尺寸等工藝參數(shù)又影響著組織演變過程。因此研究Nimonic80A

2、高溫合金熱變形過程及組織演變過程對制定和優(yōu)化熱加工工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的意義。本文開展了Nimonic80A高溫合金的動態(tài)再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)、亞動態(tài)再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)及晶粒長大實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了該合金在整個(gè)熱加工過程中所涉及的晶粒演變行為，得到了一整套適用于研究Nimonic80A高溫合金熱加工過程晶粒演變的數(shù)學(xué)模型，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過Gleeble-1500單道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了Nimonic80

3、A高溫合金在不同變形溫度和應(yīng)變速率下的熱變形行為和動態(tài)再結(jié)晶行為。得到了這些條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和微觀組織，分析了變形溫度和應(yīng)變速率等工藝參數(shù)對再結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明，動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸隨著應(yīng)變速率的升高和變形溫度的降低而減小。在此基礎(chǔ)上，擬合了該合金的本構(gòu)模型和再結(jié)晶動力學(xué)模型?；趧討B(tài)材料模型得到了該合金不同應(yīng)變條件下的熱加工圖，結(jié)果表明該合金在變形溫度為1150～1180℃，應(yīng)變速率在0.1～1s-1之間范圍內(nèi)加工效率較高。

4、
　　2.通過Gleeble-1500雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了Nimonic80A高溫合金在不同變形溫度、應(yīng)變速率、預(yù)應(yīng)變和初始晶粒尺寸下不同間隙時(shí)間的熱變形行為和亞動態(tài)再結(jié)晶行為。得到了這些條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和微觀組織，分析了變形溫度、預(yù)應(yīng)變、應(yīng)變速率和初始晶粒尺寸等工藝參數(shù)對再結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明，變形溫度和應(yīng)變速率對亞動態(tài)軟化的影響很大，而預(yù)應(yīng)變和初始晶粒尺寸對亞動態(tài)軟化的影響很小。應(yīng)變速率越大，溫度越高，則亞動態(tài)軟

5、化分?jǐn)?shù)越大;再結(jié)晶晶粒尺寸隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而增大。在此基礎(chǔ)上，得到了該合金的亞動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型。
　　3.通過Gleeble-1500雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了Nimonic80A高溫合金在不同變形溫度、預(yù)應(yīng)變、應(yīng)變速率和初始晶粒尺寸下不同間隙時(shí)間的熱變形行為和靜態(tài)再結(jié)晶行為。得到了這些條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和微觀組織，分析了變形溫度、預(yù)應(yīng)變、應(yīng)變速率和初始晶粒尺寸對再結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)變對靜態(tài)軟化

6、分?jǐn)?shù)也有很大的影響，而初始晶粒尺寸的影響很小。預(yù)應(yīng)變、應(yīng)變速率越大，溫度越高，則靜態(tài)軟化分?jǐn)?shù)越大;溫度越高，應(yīng)變速率越小，則再結(jié)晶晶粒尺寸越大?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果，得到了該合金的靜態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型。
　　4.通過Gleeble-1500真空加熱實(shí)驗(yàn)，研究了Nimonic80A高溫合金在不同加熱溫度和保溫時(shí)間下的晶粒長大行為，分析了加熱溫度和保溫時(shí)間對晶粒長大行為的影響。得到了該合金的晶粒長大Beck模型和Sellars模型。結(jié)果表明，