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δ工艺加工的Inconel718合金的高温拉伸变形与断裂特性

文章来源:通博娱乐tbet88脱模剂配方人气:0发表时间:2016-10-12 10:03:28

因为在-253℃~650℃温度范围内具有优良的力学性能,Inconel718合金对于航空航天发动机来说是一种重要的材料。为了改善发动机的安全性和可靠性,获得组织均匀和细化的锻件至关重要。通常情况下,锻件尺寸大且形状复杂,如涡轮盘和发动机轴,它们都是通过多个步骤的热加工工艺制造而成。另外,合金的显微组织对热变形参数非常敏感。因此,在锻件中常常出现粗晶或孪晶等缺陷。因为Inconel718合金组织中的δ相通过坚固的锁定效应能够控制晶粒尺寸,所以业已采用δ工艺(DP)加工Inconel718合金锻件,即使用一δ相析出周期,然后热机械加工以获得均匀、细晶的坯料。通过DP工艺,材料工程师们业已获得达到ASTM8平均晶粒度的大尺寸Inconel718合金坯料以及达到ASTM11晶粒度的涡轮盘锻件。

对于Inconel718合金,δ相在显微组织变化和力学性能方面起到非常重要的作用,科研人员试验研究了δ工艺加工的Inconel718合金的高温拉伸变形与断裂特性。

试验料取自Φ250mm的Inconel718锻棒。为了研究δ相含量和形貌对合金变形和断裂特性的影响,对试样进行不同的热处理预先析出δ相以获得不同的初始δ相含量,相应的热处理制度见表1。拉伸试验温度为950℃。

表1 拉伸试验用圆柱体试样的热处理

试样No.

热处理

δ相含量(wt.%)

1

1040℃×1h,水淬

0

2

1040℃×1h,水淬+900℃×8h,水淬

3.79

3

1040℃×1h,水淬+900℃×32h,水淬

8.21

研究结果:

具有不同初始δ相含量试样的拉伸应力-应变曲线均为典型的弹性-均匀塑性曲线。

在均匀塑性变形阶段,固溶处理试样1的应变硬化指数n为0.375,δ工艺加工的试样2和3的n值也不尽相同。此外,首次变形过程的n值高于二次变形的n值,并且,n值随δ相含量增加而增大。

具有不同初始δ相含量0、3.79、8.21%试样的延伸率分别为173.3、124、80%。随着δ相含量的增加,Inconel718合金的高温塑性下降。

(4)具有不同初始δ相含量试样的拉伸断裂机理均为微孔洞聚集韧性断裂,δ相和碳化物是微孔洞形成的核心。(晓红)




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