Nimonic80A它是一种镍基高温合金,广泛应用于汽轮机叶片等高温部件。在高温下具有良好的抗螨性、耐久性和抗氧化性。材料的高温抗蠕变性能与材料的粒度有关,大粒度有利于高温蠕变性能,小粒度高温抗蠕变性能差;对于复杂的粒度组织,粒度越复杂,材料的抗蠕变性能越好,但一些文献指出,项链结构具有小粒子和大粒子的强度。
Nimonic80A动态再结晶发生在锻造和其他热变形过程中。许多研究表明,它倾向于在原始晶体边界处形核。随着变形的增加,再结晶晶粒会逐渐增加,在原始晶体边界形成项链状结构,最原始大晶粒被小再结晶晶粒取代,形成均匀的小晶粒。因此,它可以起到细化晶粒度的作用。DRX除了与材料的化学成分有关外,到原始晶粒度、变形温度、变形量和变形率的影响。因此,可以通过控制热变形条件,即锻造工艺来控制DRX为了控制材料的晶粒结构。相关文献提到了晶粒度与热变形过程之间的关系。本文的目的是研究变形温度和变形量在相同变形率条件下对晶粒结构的影响,获得动态再结晶开始和完成的临界条件,从而控制热变形过程中的晶粒结构。
实验中使用的原料晶粒度为30μm均匀的组织。为了使晶粒生长,原料首先通过1150C,30min热处理,淬火,然后1065C,8h实现固溶强化的热处理。热变形前的原始组织为170粒度μm均匀组织。
Nimonic80A的化学成分(wt%)为
C:0.04-0.10,
Cr:18.0-21.0,
Ti:1.80-2.70,
Al:1.00-1.80,
Co:≤1.00,
Ti+Al:≥3.50,
剩余为Ni.用于热压缩的材料直径为10μm,高为15μm圆柱形棒。热变形实验是在Gleeble3500模拟机上,变形温度为1万C-1150心,真实变形量为0.22-1.6.--系列热变形试验完成后,样品沿中心线的纵截面采用光学显微镜观察。观察前样品机械抛光,然后用腐蚀液腐蚀。
不同变形量对组织的影响
图1显示变形温度为1050C当组织随真实应变量变化时。(a)变形量为0.22时,再结晶晶粒出现在原大晶粒的晶界处,再结晶晶粒度(dpex)为25μm,形成项链结构(b),图1(C)表明,随着变形量的增加,由于动态再结晶的持续进行,再结晶晶粒逐渐增加,再结晶体积含量逐渐增加,再结晶晶粒度随变形量的增加而减少,变形量为0.30和0.在60条件下,分别是18μm和11μm。至图1(d),变形量为0.92时,原大晶粒消失,成为均匀细小的晶粒结构,动态再结晶完成,平均晶粒度为9.9μm,再结晶晶粒度小于其他较小的变形条件。
总结演变规律
Nimonic80A如图3所示,晶粒结构随变形量温度的变化规律,如图3所示。方形区域代表动态再结晶尚未开始,组织为原始大晶粒:圆形区域代表动态再结晶已开始,但尚未完成,组织为项链结构,显示复杂的晶粒分布:三角形区域代表动态再结晶已完成,组织为均匀的小晶粒。图3显示,变形温度越高,动态再结晶的临界变形越低;变形温度高,变形量大,组织更均匀。对于Nimonic80A对于这种低层错能金属,在热变形过程中更容易发生动态再结晶。由于高变形温度有利于加速原子扩散和位错攀爬,因此增加变形温度可以加速恢复过程,从而减少再结晶开始的临界流变应力。同时,由于高温有利于晶界迁移,在1000C在上述变形温度下,动态再结晶机制主要采用原晶界弓形核),因此在其他条件相同时,变形温度较高DRX形核率较高,有利于晶界再结晶晶粒层层堆积.取代原始大晶粒,形成均匀的晶粒结构。同时,再结晶晶粒的生长速度越高,再结晶晶粒的生长速度越大。在相同的变形温度下,随着变形量的增加,再结晶晶粒与原晶粒之间形成的新晶体边界成为新的核点,再结晶晶粒逐渐扩展到原晶粒内部,最终形成均匀的晶粒结构。
在相同的变形温度下,大的变形量更有利于形成均匀的晶粒结构,变形量越大,得到的DRX晶粒度越小;当变形量相同时,高变形温度也更有利于形成均匀的晶粒结构。变形温度越高,得到的DRX晶粒度越大。变形量大,变形温度高,有利于形成均匀的晶粒结构。
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