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U720Li合金是一种具有优异高温性能的高合金化新型镍基高温合金,γ’强化相含量高达42%,居变形高温合金之首。高合金化显著提高了U720Li合金的高温强度,但亦降低了合金的熔点,同时合金中丫’相数量的增加使其全溶温度及合金动态再结晶温度上升,这两个因素综合导致了U720Li合金热加工温度范围缩小,热变形抗力急剧增大,热加工塑性降低。合金构件热加工困难成为制约U720Li合金广泛应用的瓶颈。合金定向凝固后具有宏观弹性各向异性,定向凝固方向(即<001>方向)的弹性模量E值最低,和定向凝固方向呈45°方向的E值最高,切变模量亦有相同的变化规律。本文针对定向凝固合金的各向异性展开了研究,探讨定向凝固U720Li合金不同方向的热压缩变形行为和动态再结晶规律,以期为扩大U720Li合金热加工温度范围寻求新思路和方法,并为该合金的进一步应用奠定理论基础。本研究采用热力模拟试验机模拟铸态U720Li合金的热压缩变形性能。首先研究了定向凝固U720Li合金具有最优异变形性能的方向。结果表明：垂直于定向凝固方向,合金具有较低的变形抗力,变形后样品表面质量好,心部组织未出现裂纹,综合性能良好。其次,研究了该方向下定向凝固U720Li合金的热变形行为和再结晶规律。变形温度分别为1025℃、1050℃、1075℃、1100℃、1125℃、1150℃,应变速率分别为0.005s-1,0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1,变形量为30%。根据真应力—真应变曲线和微观组织,研究了铸态U720Li合金在热变形过程中,应变速率和变形温度等参数对变形抗力及动态再结晶的影响规律。研究发现：(1)铸态U720Li合金发生动态再结晶的临界温度约为1075℃；(2)减小应变速率(大于0.005 s-1)或者升高变形温度,均会使定向凝固U720Li合金变形性能改善,动态再结晶的程度增加、组织均匀、无裂纹,而普通凝固合金内部有明显的变形不均匀性和沿晶界裂纹；(3)计算得出该试验条件下定向凝固U720Li合金热变形激活能Q激=766 kJ/mol,比普通凝固U720Li合金小482 kJ/mol,说明定向凝固U720Li合金发生动态再结晶的条件更容易实现。研究发现定向凝固U720Li合金动态再结晶形核方式有两种：位错塞积形核区形核和晶界弓弯形核,其中位错塞积区形核为试验合金主要的形核方式。定向凝固U720Li合金中枝晶定向生长,枝晶间(γ+γ’)相、碳化物等第二相在晶粒内呈条带状有规律的分布。热变形过程中这些规律分布的第二相周围位错塞积,动态再结晶晶核优先在该位置形核,降低了动态再结晶发生的临界温度；又由于尺寸较大的第二相规律分布,从而使最终得到的再结晶组织均匀,无变形裂纹。