GH4720Li合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)是在Udimet720合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(國內(nei)牌號GH4720)的(de)基礎上發展而來的(de),其合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)化(hua)程度非(fei)常高(gao),主要強化(hua)相γ'相在服役狀態下高(gao)達(da)40%~50%,居變形(xing)高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)之首(shou),屬于典型的(de)難變形(xing)高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)。因此,對(dui)GH4720Li合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)熱(re)變形(xing)行為的(de)研究,一直是學術界和工程界研究的(de)熱(re)點。
超(chao)(chao)塑(su)(su)(su)(su)(su)性成(cheng)形(xing)(xing)具有塑(su)(su)(su)(su)(su)性高、變(bian)形(xing)(xing)抗力小、可一次精密成(cheng)形(xing)(xing)、成(cheng)形(xing)(xing)零(ling)件質量好等(deng)優點,已(yi)在多種(zhong)高溫(wen)(wen)合(he)金中得到應用(yong)(yong)。借助超(chao)(chao)塑(su)(su)(su)(su)(su)成(cheng)形(xing)(xing)工藝實現難(nan)變(bian)形(xing)(xing)高溫(wen)(wen)合(he)金的易成(cheng)型能力,越來越受到重視。GH4720Li合(he)金在初(chu)始晶粒組織均勻、晶粒度不粗于ASTM 10級時,具備(bei)細(xi)(xi)晶超(chao)(chao)塑(su)(su)(su)(su)(su)性條件。因此(ci),研(yan)究人員利用(yong)(yong)等(deng)溫(wen)(wen)熱壓縮(suo)的實驗(yan)手段研(yan)究初(chu)始均勻細(xi)(xi)晶組織超(chao)(chao)塑(su)(su)(su)(su)(su)性變(bian)形(xing)(xing)行(xing)為,依(yi)據應變(bian)速率敏感因子m值確定超(chao)(chao)塑(su)(su)(su)(su)(su)性變(bian)形(xing)(xing)范圍,并分(fen)析等(deng)溫(wen)(wen)熱變(bian)形(xing)(xing)過程中的組織演變(bian)規律(lv),為改善GH4720Li難(nan)變(bian)形(xing)(xing)鎳(nie)基高溫(wen)(wen)合(he)金的熱加工性和解(jie)決該合(he)金組織控制關(guan)鍵技術等(deng)難(nan)題提供依(yi)據。
實驗(yan)用(yong)GH4720Li鎳(nie)基高溫合金(jin)采用(yong)真空感(gan)應+真空自耗(hao)(VIM+VAR)雙聯工藝冶煉(lian)而(er)成,其化(hua)學成分(fen)(質(zhi)量百(bai)分(fen)數,%):C0.018,Cr16.01,Co14.9,Ti5.15,Al2.64,B0.015,W1.28,Mo2.98,Zr0.025,Ni余量。該(gai)合金(jin)鑄錠首先經(jing)均勻化(hua)擴散退火(huo),然后(hou)經(jing)多火(huo)次鍛(duan)造開坯制成棒(bang)材(cai)。利(li)用(yong)場發(fa)射掃(sao)描電(dian)鏡(FESEM),確定該(gai)棒(bang)材(cai)組織的初始晶粒度為(wei)ASTM 10級。然后(hou),從該(gai)棒(bang)材(cai)上(shang)切取Φ8mm×12mm的熱(re)(re)模擬壓(ya)縮試(shi)(shi)(shi)樣(yang)。熱(re)(re)壓(ya)縮實驗(yan)中為(wei)保證變形(xing)均勻,在(zai)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)兩端加高溫玻璃潤滑劑以(yi)減(jian)少摩擦對應力(li)狀態的影響,同時在(zai)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面焊上(shang)熱(re)(re)電(dian)偶(ou)以(yi)補償(chang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面溫度的變化(hua),熱(re)(re)壓(ya)縮實驗(yan)后(hou)立即水(shui)冷以(yi)保留(liu)變形(xing)組織。
對GH4720Li合金樣(yang)品進行不同(tong)變(bian)形(xing)溫(wen)度、應變(bian)速率(lv)和變(bian)形(xing)量條件下的(de)(de)熱(re)壓(ya)縮(suo)模擬實驗(yan)。采用形(xing)變(bian)溫(wen)度為(wei)1040、1070、1100 和1130℃,應變(bian)速率(lv)為(wei)10-4、5×10-4、10-3和5×10-3s-1及工(gong)程變(bian)形(xing)量50%的(de)(de)變(bian)形(xing)條件。GH4720Li合金試(shi)樣(yang)經熱(re)壓(ya)縮(suo)后,利用光學顯微鏡(jing)(OM)和FESEM 分別對晶粒和γ'相(xiang)進行組織研究。試(shi)驗(yan)結果(guo)表明:
(1)均勻細晶GH4720Li合金在1040~1130℃、0.0001~0.005s-1變形區間內,應變速率敏感因子m值隨變形溫度升高和變形量增加而降低;
(2)1040~1100℃、10-4~5×10-3s-1條件下,該細晶合金具有超塑變形的能力,而1130℃時,無論應變速率如何,該合金已經不具備超塑性變形的能力;
(3)均勻細晶合(he)金在較(jiao)高變形溫(wen)度(du)下最(zui)佳(jia)超(chao)塑性變形所對(dui)應的(de)應變速率較(jiao)高,低溫(wen)變形時最(zui)佳(jia)超(chao)塑性變形發生需要(yao)更低的(de)應變速率。
