GH3230 高温合金; 热变形


GH3230 高温合金; 热变形
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基于GH3230合金优异的性能 , 我国熔盐塔式电站的聚热系统吸热器选用该合金 。然而 , GH3230合金中难变形、易偏析的W+Mo合金元素总量超过了14% , 导致合金在热加工中变形抗力大、温度高且范围窄 , 使热加工难度倍增 , 产品的成品率较低 , 制约了合金的批量稳定生产 。目前 , 对GH3230合金的研究主要集中在高温疲劳行为、抗氧化性能、稀土元素La对组织性能的影响以及焊接性能等方面 , 而对热加工方面的研究较少 , 仅有张冬旭等采用高温拉伸实验研究了GH3230合金在1144~1273K低温和1×10-3~1×10-1s-1低应变速率条件下的热变形行为 , 构建了合金的低温和低应变速率变形的本构关系 , 分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响 , 但对于GH3230合金在热轧、锻造和热挤压等高温和高应变速率下的热变形行为的研究鲜见报道 。因此 , 研究GH3230合金高温和高应变速率下的热变形行为 , 构建准确的变形抗力模型 , 掌握组织演变规律 , 对于该合金的热轧、锻造和热挤压等热加工工艺的制定具有重要意义 。
GH3230化学成分
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GH3230合金高温-应变曲线
是GH3230合金在不同温度和不同应变速率下的热压缩真应力-应变曲线 。从总的趋势来看 , 在相同的应变速率下 , 温度的降低会导致GH3230合金变形抗力增大;而温度保持不变时 , 变形抗力随着变形速率的增大而增大 。曲线可分为4个阶段 , 而这4个阶段的区分在高应变速率和低温变形时表现的更加明显 。Ⅰ阶段为加工硬化阶段 , 即当真应变较小时 , 应力随着应变的增加而快速增大 , 材料表现出明显的加工硬化现象;Ⅱ阶段为动态回复阶段 , 即随着真应变逐渐增大 , 真应力缓慢达到峰值后不再增加 , 此时硬化机制和动态软化机制达到平衡;Ⅲ阶段为动态再结晶阶段 , 即应变量继续增加时 , 应力逐渐平稳或小幅下降;Ⅳ阶段为再硬化阶段 , 即真应变超过0.6后 , 由于动态再结晶的新晶粒又开始发生塑性变形 , 但动态软化机制又未开启 , 真应力值又开始增加 , 有时甚至可以超过开始的峰值应力 。因此 , 为减少变形抗力的急剧增大 , GH3230合金应在高温和低应变速率下加工 。
【GH3230 高温合金; 热变形】GH3230结论
(1)GH3230合金的真应力-真应变曲线特征表明 , GH3230合金变形可以分为4个阶段 , 在相同的应变速率下 , 温度降低导致变形抗力增大;而温度保持不变时 , 随着变形速率的增大 , 变形抗力增大 。因此 , 合金加工中应该采用高温和低应变速率加工 , 避免变形抗力的急剧增大对设备的损伤 。
(2)建立了适用于950~1220℃ , 0.1~10s-1条件下的GH3230合金高精度的双曲正弦变形抗力 。
(3)在GH3230合金热加工过程中 , 变形温度的提高和应变速率的增加有利于动态再结晶的发生和再结晶晶粒的长大 , 变形时采用高温和低应变速率可以获得优良的热加工等轴晶粒组织和低的加工变形抗力 。
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