GH4742鎳基合金高溫力學(xué)與組織性能計算研究.pdf

1、隨著航空事業(yè)的發(fā)展，GH4742合金由于強化相含量的增加，使用溫度更高（550℃~800℃），具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，廣泛用于航空發(fā)動機渦輪盤、承力環(huán)、壓氣機盤、緊固件和其它零部件。眾多學(xué)者對GH4742合金的研究主要集中在冶煉工藝；鑄態(tài)枝晶成分偏析規(guī)律及不同均勻化處理后的元素分布和組織特點；熱變形行為、動態(tài)再結(jié)晶影響因素、形核機制以及模型構(gòu)建；不同熱處理制度對合金組織和性能的影響等方面，但對GH4742合金的微觀組織是如何影響高溫流動

2、應(yīng)力、加工硬化率以及動態(tài)再結(jié)晶臨界條件的研究較少。因此，通過鎳基高溫合金流動應(yīng)力計算模型研究合金的高溫塑性變形行為對于變形工藝參數(shù)的優(yōu)化以及組織的預(yù)測控制顯得尤為重要。
　　本文采用鎳基高溫合金流動應(yīng)力計算模型來計算GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。首先通過實驗和理論計算得到的峰值應(yīng)力和屈服應(yīng)力進(jìn)行對比分析，驗證了理論計算模型在計算GH4742鎳基合金高溫拉伸真應(yīng)力-應(yīng)變曲線具有可行性。然后依據(jù)固溶處理

3、得到的不同微觀組織計算并繪制了不同組織下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金具有很強的溫度和應(yīng)變速率敏感性。γ'相的尺寸和含量對真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響最大，γ'相存在一個臨界質(zhì)點尺寸，在臨界質(zhì)點處合金的強度取得了最大值，對于析出相中是否混有粗大γ'相，小尺寸γ'相的尺寸對應(yīng)力的影響規(guī)律相同。晶粒尺寸和析出相中粗大γ'相的尺寸對真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響都非常小。
　　在真應(yīng)力-應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上，計算了不同變形條件和組織下的加工硬化

4、率與應(yīng)力的關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)GH4742合金的加工硬化是從第Ⅲ階段開始的，隨著應(yīng)力的增大，加工硬化率下降的速度特別快，第Ⅳ階段曲線的斜率明顯小于第Ⅲ階段，溫度越高、應(yīng)變速率越低，越容易出現(xiàn)第Ⅴ階段。晶粒尺寸和析出相中粗大γ'相的尺寸對加工硬化率曲線的影響很小。γ'相含量和尺寸對加工硬化率曲線影響較大，隨著析出相含量的增大，曲線向右移動；γ'相尺寸所對應(yīng)的應(yīng)力值越大，越容易出現(xiàn)加工硬化第Ⅴ階段。
　　基于加工硬化率曲線的拐點特征，計算了

5、GH4742合金在不同變形條件和微觀組織下的動態(tài)再結(jié)晶臨界條件。分析了動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變均隨著變形溫度的升高而降低，同時隨著應(yīng)變速率的增大而升高。晶粒尺寸和析出相中粗大的γ'相對動態(tài)再結(jié)晶臨界條件的影響小。γ'相含量和尺寸對臨界條件的影響很大，隨著γ'相含量的增大，臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變都呈現(xiàn)增大的趨勢；隨著析出相尺寸的增大，臨界應(yīng)力是先增大后減小的，臨界應(yīng)變呈現(xiàn)出相反的趨勢；但都是在30nm處取得了極值。析出相中小尺寸γ'相的百