發(fā)布時(shí)間：2017-12-10 17:17

  本文關(guān)鍵詞：Nimonic 80A高溫合金熱變形及再結(jié)晶演變研究

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【摘要】：Nimonic 80A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。Nimonic 80A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(duì)其進(jìn)行加工。在熱加工的過程中會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、亞動(dòng)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(duì)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Nimonic 80A高溫合金熱變形過程及組織演變過程對(duì)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Nimonic 80A局溫合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)、亞動(dòng)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Nimonic 80A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Nimonic 80A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(dòng)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(duì)再結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明,動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型�；趧�(dòng)態(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。2.通過Gleeble-1500雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn),研究了Nimonic 80A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(dòng)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(duì)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(duì)亞動(dòng)態(tài)軟化的影響很大,而預(yù)應(yīng)變和初始晶粒尺寸對(duì)亞動(dòng)態(tài)軟化的影響很小。應(yīng)變速率越大,溫度越高,則亞動(dòng)態(tài)軟化分?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(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。3.通過Gleeble-1500雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn),研究了Nimonic 80A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(duì)再結(jié)晶行為的影響。結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)變對(duì)靜態(tài)軟化分?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。基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到了該合金的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型。4.通過Gleeble-1500真空加熱實(shí)驗(yàn),研究了Nimonic 80A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(duì)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,加熱溫度對(duì)平均晶粒尺寸的影響要比保溫時(shí)間對(duì)平均晶粒尺寸的影響大。相比Beck模型,Sellars模型能更好的描述Nimonic 80A高溫合金的晶粒長大行為。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG132.3

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