難變形鎳基高溫合金GH4720Li（化學(xué)成分）的超塑性變形行為
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時間：2015-12-21
GH4720Li合金是在Udimet720合金（國內(nèi)牌號GH4720）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其合金化程度非常高，主要強化相γ'相在服役狀態(tài)下高達(dá)40%～50%，居變形高溫合金之首，屬于典型的難變形高溫合金。
?GH4720Li合金是在Udimet720合金（國內(nèi)牌號GH4720）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其合金化程度非常高，主要強化相γ'相在服役狀態(tài)下高達(dá)40%～50%，居變形高溫合金之首，屬于典型的難變形高溫合金。因此，對GH4720Li合金熱變形行為的研究，一直是學(xué)術(shù)界和工程界研究的熱點。
超塑性成形具有塑性高、變形抗力小、可一次精密成形、成形零件質(zhì)量好等優(yōu)點，已在多種高溫合金中得到應(yīng)用。借助超塑成形工藝實現(xiàn)難變形高溫合金的易成型能力，越來越受到重視。GH4720Li合金在初始晶粒組織均勻、晶粒度不粗于ASTM?10級時，具備細(xì)晶超塑性條件。因此，研究人員利用等溫?zé)釅嚎s的實驗手段研究初始均勻細(xì)晶組織超塑性變形行為，依據(jù)應(yīng)變速率敏感因子m值確定超塑性變形范圍，并分析等溫?zé)嶙冃芜^程中的組織演變規(guī)律，為改善GH4720Li難變形鎳基高溫合金的熱加工性和解決該合金組織控制關(guān)鍵技術(shù)等難題提供依據(jù)。
實驗用GH4720Li鎳基高溫合金采用真空感應(yīng)+真空自耗（VIM+VAR）雙聯(lián)工藝冶煉而成，其化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%）：C0.018，Cr16.01，Co14.9，Ti5.15，Al2.64，B0.015，W1.28，Mo2.98，Zr0.025，Ni余量。該合金鑄錠首先經(jīng)均勻化擴散退火，然后經(jīng)多火次鍛造開坯制成棒材。利用場發(fā)射掃描電鏡（FESEM），確定該棒材組織的初始晶粒度為ASTM?10級。然后，從該棒材上切取Φ8mm×12mm的熱模擬壓縮試樣。熱壓縮實驗中為保證變形均勻，在試樣兩端加高溫玻璃潤滑劑以減少摩擦對應(yīng)力狀態(tài)的影響，同時在試樣表面焊上熱電偶以補償試樣表面溫度的變化，熱壓縮實驗后立即水冷以保留變形組織。
對GH4720Li合金樣品進(jìn)行不同變形溫度、應(yīng)變速率和變形量條件下的熱壓縮模擬實驗。采用形變溫度為1040、1070、1100?和1130℃，應(yīng)變速率為10－4、5×10－4、10－3和5×10－3s－1及工程變形量50%的變形條件。GH4720Li合金試樣經(jīng)熱壓縮后，利用光學(xué)顯微鏡（OM）和FESEM?分別對晶粒和γ'相進(jìn)行組織研究。試驗結(jié)果表明：
（1）均勻細(xì)晶GH4720Li合金在1040～1130℃、0.0001～0.005s－1變形區(qū)間內(nèi)，應(yīng)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(xì)晶合金具有超塑變形的能力，而1130℃時，無論應(yīng)變速率如何，該合金已經(jīng)不具備超塑性變形的能力；
（3）均勻細(xì)晶合金在較高變形溫度下最佳超塑性變形所對應(yīng)的應(yīng)變速率較高，低溫變形時最佳超塑性變形發(fā)生需要更低的應(yīng)變速率。
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