【摘要】：本論文以擠壓態(tài)FGH4096合金為研究對象,通過熱模擬壓縮試驗分析了其在高溫變形過程中的流變行為與微觀組織演變規(guī)律。建立了擠壓態(tài)FGH4096合金的本構方程和熱加工圖,分析了其在不同熱變形條件下的可加工性和相應的微觀演變機制,獲得了最佳熱加工工藝參數(shù)范圍。隨后利用DEFORM軟件對雙圓錐臺試樣進行壓縮數(shù)值模擬,并對擠壓態(tài)FGH4096合金熱變形后經過固溶熱處理的微觀組織進行分析,觀察了臨界晶粒長大現(xiàn)象。通過高溫壓縮試驗獲得擠壓態(tài)FGH4096合金的真應力-真應變曲線,探討了熱擠壓制備的FGH4096粉末高溫合金熱壓縮變形時流變應力的變化規(guī)律,并確立熱變形激活能等材料參數(shù)與應變量之間的動態(tài)關系,構建了含Zener-Hollomon參數(shù)Z值的雙曲正弦函數(shù)形式的流變應力本構方程,流變應力預測值與實際流變應力曲線吻合度較高,其相對平均誤差為8.7%,相關系數(shù)為0.97,能夠較準確預測出擠壓態(tài)FGH4096合金在不同應變速率、變形溫度及應變量下的實際應力值。基于動態(tài)材料模型構建擠壓態(tài)FGH4096合金的能量耗散圖和流變失穩(wěn)圖,并綜合兩者進行疊加構成熱加工圖進行分析,在真應變?yōu)?.6時存在一個能量耗散效率峰值區(qū)域,其失穩(wěn)參數(shù)ξ(ε)值均大于零為安全區(qū)域,結合相應微觀組織分析,確定了擠壓態(tài)FGH4096合金熱壓縮變形時最佳熱加工工藝參數(shù)范圍:變形溫度1049～1080℃,應變速率0.005～0.013s-1,該范圍內能量耗散效率達到64%,微觀組織發(fā)生完全動態(tài)再結晶,合金的晶粒尺寸細小且均勻。利用DEFORM有限元軟件對雙圓錐臺試樣進行數(shù)值模擬,分析高溫壓縮過程中等效應變和等效應力等場量分布特征與實際中壓縮設備載荷情況,對雙圓錐臺試樣幾何尺寸進行設計并優(yōu)化,確定了其關鍵尺寸。擠壓態(tài)FGH4096合金在變形溫度980℃條件下熱變形后經過固溶熱處理,發(fā)現(xiàn)在等效應變0.004～0.043范圍內平均晶粒尺寸隨著應變速率升高呈遞減趨勢,在應變速率為0.003s-1時出現(xiàn)臨界晶粒長大;在應變速率0.03s-1條件下熱變形后經過固溶熱處理,等效應變0.004～0.043范圍內平均晶粒尺寸隨著變形溫度升高呈遞增趨勢,在變形溫度為1060℃時出現(xiàn)臨界晶粒長大。
【圖文】：

在金屬材料領域，，ＤＥＦＯＲＭ［３８－３９］（Ｄｅｓｉｇｎ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ邋ｆｏｒ邋ｆｏｒｍｉｎｇ）是一逡逑款應用廣泛的有限元軟件，它主要分為三大處理模塊：前處理模塊、運行處理模逡逑塊和后處理模塊，如圖１．３所示，用于分析金屬的各種成形工藝和熱處理工藝，逡逑通過在計算機上模擬整個加工過程，并與實驗相結合，可以輔助設計工藝流程、逡逑減少試驗成本和縮短產品開發(fā)流程。此外，ＤＥＦＯＲＭ的附帶材料庫幾乎包含了常逡逑用材料的熱交換數(shù)據(jù)、熱能數(shù)據(jù)、彈性變形數(shù)據(jù)、塑性變形數(shù)據(jù)和破壞數(shù)據(jù)等物逡逑熱參數(shù)［４Ｑ］，以保證仿真的可靠性和準確性，方便用戶在計算過程中使用。利用逡逑６逡逑

到毫米級的粗大晶粒與正常晶粒的混合組織，稱為粉末高溫合金臨界晶粒長大現(xiàn)逡逑象（Ｃｒｉｔｉｃａｌ邋Ｇｒａｉｎ邋Ｇｒｏｗｔｈ，ＣＧＧ）。Ｒｅｎｄ邋８８ＤＴ合金鍛件在丫＇固溶溫度以上進行逡逑熱處理時，處于室溫變形臨界變形量區(qū)域，出現(xiàn)晶粒異常長大現(xiàn)象如圖１．４［４８］，逡逑這種異常長大的晶粒組織會降低渦輪盤件的耐久性和可靠性，導致盤件易疲勞破逡逑壞。國內外對合金晶粒異常長大的形成機制進行了大量研宄Ｈｉｌｌｅｒｔ等■研究逡逑了晶界的碳化物和，相等第二相粒子對晶界的釘扎作用，即當?shù)诙嗔Ｗ臃植疾诲义暇鶆颍芙夂髮е戮Я．惓ｉL大。呂炎等探宄了在不同應變速率和應變條件下逡逑產生的位錯結構與正常及異常晶粒長大的關系。Ｌｅｅ等［５２］研究了關于晶界形態(tài)及逡逑織構對晶粒異常長大的影響。楊杰等Ｉ５３］開展了熱等靜壓態(tài)ＦＧＨ９６合金晶粒異常逡逑長大與變形工藝參數(shù)關系的研究，表明當變形速率與變形溫度相匹配時，在小應逡逑變區(qū)域也可以避免出現(xiàn)異常晶粒組織。宋曉俊等研宄了擠壓態(tài)鎳基粉末高溫合逡逑金在變形溫度為１０７０°Ｃ時，晶粒異常長大區(qū)域隨著應變速率增大向小應變區(qū)偏逡逑移。逡逑８逡逑
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V252

【參考文獻】

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本文編號：2665356