论文部分内容阅读
IN718合金是一种典型的镍-铬-铁基变形高温合金,目前该材料已经成为各个国家国防领域的首选材料。目前复杂IN718合金零部件的成形工艺多采用Delta Process(DP)工艺,并且这种工艺在工业应用中取得了良好的成果。传统的DP工艺是采用δ相峰值温度直接保温,造成δ相的不均匀析出。本文通过改变DP工艺中δ相的析出热处理方式,命名为Advanced Delta Process(ADP)工艺,系统的研究了DP工艺与ADP工艺。首先,对IN718合金采用不同的δ相析出热处理方式。传统析出方式:900℃保温,改进析出方式:720℃保温8h+900℃保温。通过光学显微镜(OM)和扫面电镜(SEM)观察到两种析出方式下δ相形貌不同。传统析出方式下,针状的δ相沿晶界和孪晶界聚集析出,晶内为颗粒状;而改进的析出方式下,δ相在晶界和晶内均匀析出,由颗粒状长大为长针状。通过TEM对间接析出方式保温1h和8h的微观组织研究发现,颗粒状的δ相是由,,相转化而来。并且通过EPMA研究,改进后的析出方式,消除了Nb、Cr元素的偏聚缺陷。其次,δ相传统析出方式下保温后的合金称为时效态合金,改进后的析出方式下的合金称为双时效态合金。通过对时效态合金和双时效态合金热变形过程中不同变形条件下的应力应变曲线分析,研究了δ相形貌对流变应力及变形激活能的影响,结果表明,双时效合金的流变应力低于时效态合金的流变应力,并且双时效态合金的变形激活能大于时效态合金的变形激活能。通过对实验数据回归得到两种合金的流变应力方程,与实际的实验结果高度相关。然后,通过对不同变形条件下时效态和双时效态合金的微观组织演变规律研究,结果发现:在中低温变形时,双时效态合金中的δ相钉扎在晶界处,而时效态合金的δ相以变形为主,所以双时效态合金的晶粒尺寸小于时效态合金;两种合金的再结晶位置也不同,时效态合金主要沿原始晶界,双时效态合金在晶界和晶内同时发生,所以双时效态合金的再结晶更充分,这和δ相的演变有关。当变形温度升高到高温变形,由于δ相的大量溶解,两种合金的微观组织几乎没有差别。最后,通过室温拉伸试验检测采用ADP工艺和DP工艺成形后的IN718合金的力学性能,结果表明采用ADP成形后的锻件力学性能更优。通过对拉伸曲线分析,拉伸过程为弹塑性变形,通过对拉伸数据拟合得到两种合金加工硬化指数几乎无差别。通过观察断口形貌,发现两种合金的断裂机制为微孔聚集型。DP工艺成形后的合金中韧窝数量多、尺寸大,在韧窝中存在大颗粒的NbC,ADP工艺成形后的合金中韧窝数量少,没有大颗粒状的碳化物。