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  本文關(guān)鍵詞：GH4698鎳基高溫合金熱塑性變形行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2015年

GH4698鎳基高溫合金熱塑性變形行為研究

胡超  

【摘要】：GH4698鎳基高溫合金是一種廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的合金,在高溫下機(jī)械性能良好,抗氧化性能和抗疲勞特性優(yōu)良,制成的渦輪盤等部件使用可靠性較高。此種合金由于含有大量強(qiáng)化機(jī)體的添加元素因此強(qiáng)度硬度非常高,在室溫下其強(qiáng)度可達(dá)到鋼材的數(shù)倍以上,該合金的塑性成形需要在高溫下進(jìn)行,因此掌握高溫下GH4698合金的塑性流動(dòng)行為以及最佳鍛造工藝就顯得尤為重要。研究表明金屬的本構(gòu)方程可描述其塑性流動(dòng)行為,而金屬熱加工圖可以確定最佳鍛造工藝,故在本文中對(duì)它們展開了研究。本文中利用MTS810.13試驗(yàn)機(jī)獲得了GH4698高溫合金在1223K~1423K溫度范圍內(nèi)的熱壓縮真應(yīng)力-應(yīng)變曲線,通過(guò)分析所得到的不同應(yīng)變速率下的應(yīng)力數(shù)據(jù)研究了該合金的流動(dòng)應(yīng)力與變形溫度及應(yīng)變速率等參數(shù)之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)同一溫度下材料的流動(dòng)應(yīng)力值隨著應(yīng)變速率的增大而增大,同一應(yīng)變速率下材料的流動(dòng)應(yīng)力值隨著溫度的升高而減小,且所有應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀都是相似的。為了描述GH4698高溫合金的塑性流動(dòng)行為,本文中基于兩種不同的數(shù)學(xué)模型分別建立了材料在高溫下的本構(gòu)方程。通過(guò)綜合分析所建立的本構(gòu)方程的精確度、誤差分布情況以及計(jì)算量最終得出文中選用的基于考慮應(yīng)變影響的Arrhenius模型和學(xué)者修正后的Zerilli-Armstrong模型所建立的本構(gòu)關(guān)系精度都比較好,但學(xué)者修正后的Zerilli-Armstrong模型計(jì)算量較大且誤差分布區(qū)間較廣,因此考慮應(yīng)變影響的Arrhenius本構(gòu)模型計(jì)算更方便,且在預(yù)測(cè)單個(gè)應(yīng)力時(shí)誤差更小。為了確定GH4698高溫合金的最佳鍛造工藝,本文中基于相關(guān)準(zhǔn)則建立了此合金在特定溫度范圍內(nèi)的熱加工圖。通過(guò)分析加工效率圖的高效區(qū)間得知該金屬在高溫、中等應(yīng)變速率變形條件下加工效率值較高,通過(guò)分析失穩(wěn)圖上的失穩(wěn)區(qū)間可知該金屬主要在低溫、低應(yīng)變速率和高溫、高應(yīng)變速率變形條件下容易發(fā)生流變失穩(wěn)。最終通過(guò)分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出該金屬在溫度為1300K~1423K、應(yīng)變速率在0.01s-1~1s-1時(shí)加工性能最好,此時(shí)即可保證加工效率較高又不會(huì)出現(xiàn)流變失穩(wěn)現(xiàn)象。為了研究GH4698高溫合金在熱變形過(guò)程中的回復(fù)再結(jié)晶現(xiàn)象,本文中通過(guò)相關(guān)理論研究發(fā)現(xiàn)材料在臨界應(yīng)變位置其加工硬化率曲線會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)特征,基于此建立起了該金屬的臨界應(yīng)變方程以及回復(fù)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)方程,通過(guò)分析晶粒尺寸與不同參數(shù)之間的關(guān)系并基于相關(guān)模型建立起了該金屬的再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大模型,通過(guò)對(duì)比分析試驗(yàn)所測(cè)得的實(shí)際晶粒尺寸與模型預(yù)測(cè)尺寸發(fā)現(xiàn)此模型誤差較小,可用來(lái)描述該金屬在熱變形或熱處理過(guò)程中的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG132.3
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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