【摘要】：本文通過熱擠壓成形工藝制備了GH3625合金荒管,研究了GH3625合金熱擠壓荒管的冷變形行為、靜態(tài)再結(jié)晶行為及形變誘導(dǎo)δ相析出行為;并采用短流程制管工藝研制出了GH3625合金無縫管材。通過室溫壓縮試驗、數(shù)學(xué)模型擬合、光學(xué)顯微鏡和洛氏硬度計等手段,并建立了GH3625合金管材冷變形本構(gòu)方程,研究了冷變形及熱處理工藝對GH3625合金管材組織和性能的影響。研究表明,GH3625合金管材加工硬化規(guī)律基本符合Hollomon方程,其中冷變形量是影響加工硬化的主要因素。隨著冷變形量的增大,晶粒的變形程度加大,晶粒的變形均勻性逐漸變好,平均晶粒尺寸減小。合金的平均晶粒尺寸隨熱處理溫度的升高呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢,在1100~1250℃溫度范圍內(nèi)晶粒長大激活能為180.46 k J/mol。硬度隨熱處理溫度的升高而降低,且在晶粒長大過程中合金的硬度值與平均晶粒尺寸相似于Hall-Patch關(guān)系式。研究了冷變形GH3625合金管材中間退火過程中的組織演變規(guī)律,并建立了中間退火過程中靜態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)方程及再結(jié)晶晶粒長大方程。研究表明,隨著冷變形量的增加,合金組織均勻性逐漸變好,硬度值顯著增加,特別是冷變形量0~50%的階段更為明顯;GH3625合金管材再結(jié)晶體積分數(shù)與保溫時間的關(guān)系可用JMAK方程進行描述。結(jié)合實驗數(shù)據(jù)計算得到GH3625合金管材的再結(jié)晶激活能隨冷變形量的增加而逐漸減小,其范圍為344.26~287.12 k J/mol。隨著溫度的升高,再結(jié)晶完成時間急劇縮短,其范圍為30.57~12.69 min。退火溫度和冷變形量對再結(jié)晶速率具有明顯的影響。在1120℃退火溫度下,冷變形后晶粒發(fā)生完全再結(jié)晶,隨著冷變形量的增加,完全再結(jié)晶晶粒尺寸減小。最終獲得GH3625合金管材靜態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)曲線,該曲線為制定GH3625合金管材中間退火處理工藝和晶粒細化提供理論依據(jù)。GH3625合金管材在1120℃/15 min/AC下進行退火處理,組織為均勻細小的完全再結(jié)晶晶粒,是適宜的中間退火工藝。所建立的晶粒長大模型預(yù)測結(jié)果與實測值吻合較好。研究了冷變形對δ相的析出規(guī)律及析出動力學(xué)的影響。結(jié)果表明,δ相首先在形變孿晶界、晶界以及變形帶上形核并析出,隨后在晶內(nèi)形核并長大,并且隨冷變形量的增加,δ相在變形帶上析出量增加;隨冷變形量(ε)的增加,δ相的形貌從針狀向棒狀或顆粒狀轉(zhuǎn)變;隨著時效時間的延長,δ相的平均尺寸不斷增大,并且長大規(guī)律符合LSW理論。當(dāng)時效溫度為800℃時,δ相的析出含量與時效時間的關(guān)系滿足Avrami方程,且隨冷變形量的增加,δ相的含量增加,時間指數(shù)n減小,δ相析出速率α增加,冷變形促進δ相的析出。Nb的溶質(zhì)拖曳與δ相的釘扎共同作用抑制晶粒長大;ε=35%時,其合金的硬度隨保溫時間的延長而增加,ε≥50%時未發(fā)生明顯變化。為了獲得GH3625合金無縫管材,采用短流程熱擠壓成形及冷軋成型工藝,研制出了規(guī)格為Φ28×5.5 mm的GH3625合金無縫管材,并對GH3625合金無縫管材微觀組織和力學(xué)性能進行綜合評價。結(jié)果表明,空心管坯在固定擠壓速度50 mm/s,預(yù)熱溫度為1150℃和擠壓比為7.4的條件下,成功擠壓出了規(guī)格為Φ43×9.5 mm的GH3625合金荒管,其組織為少量的形變孿晶和大量的等軸晶的混晶組織,平均晶粒度約為8.6級左右,室溫抗拉強度和斷后延伸率分別為771 MPa和52.33%,具有良好的冷加工性能和力學(xué)性能;經(jīng)冷軋加工及退火后的GH3625合金無縫管材的性能指標達到ASTM-B163-04國際標準。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG379

【參考文獻】

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本文編號：2273167