【摘 要】
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镍基高温合金在航空发动机中具有重要应用,但其元素众多、合金化程度极高,在热加工过程中容易出现组织不均、热加工裂纹、晶粒异常长大等缺陷,极大影响合金性能甚至导致构件报废。因此,研究镍基高温合金在热加工过程的热变形行为、组织演变等对晶粒组织与性能调控尤为重要。基于此,本文以A2镍基粉末高温合金和GH141镍基高温合金为研究对象,研究其热变形行为与组织演变,优化工艺参数,为后续的热锻造提供数据支撑。（1
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镍基高温合金在航空发动机中具有重要应用,但其元素众多、合金化程度极高,在热加工过程中容易出现组织不均、热加工裂纹、晶粒异常长大等缺陷,极大影响合金性能甚至导致构件报废。因此,研究镍基高温合金在热加工过程的热变形行为、组织演变等对晶粒组织与性能调控尤为重要。基于此,本文以A2镍基粉末高温合金和GH141镍基高温合金为研究对象,研究其热变形行为与组织演变,优化工艺参数,为后续的热锻造提供数据支撑。（1）A2镍基粉末冶金高温合金和GH141镍基高温合金的真应力-应变曲线均呈现出相似的变化趋势,即动态再结晶特征。流变应力随着真应变的变化而变化,这是由于变形过程中加工硬化效应与动态软化效应相互综合的结果。其中,加工硬化是位错增殖、塞积引起的;而动态回复、动态再结晶则导致动态软化效应。在热变形过程中,流变应力的大小受温度、应变速率等因素的影响较为明显,主要表现在随着热变形温度的升高或应变速率的降低,流变应力会逐渐减小。（2）A2镍基粉末冶金高温合金和GH141镍基高温合金的热变形激活能分别为536.36KJ/mol和487.579KJ/mol。基于热压缩试验数据,构建了考虑温度变化修正、摩擦修正以及应变补偿修正下基于Arrhenius的本构方程模型。对于A2镍基粉末冶金高温合金来说,计算出该模型的平均相对误差（AARE）=9.45%,相关系数（R~2）=0.98291;对于GH141镍基高温合金来说,通过计算得出该模型的平均相对误差（AARE）=9.43%,相关系数（R~2）=0.97454,这均能够说明所构建的本构方程能够较为准确的预测不同变形条件下的流动应力。（3）基于DMM构建的热加工图显示,A2镍基粉末冶金高温合金最佳热加工窗口为:变形温度为1075℃～1150℃及应变速率为10-3s-1～10-1.5s-1下;GH141镍基高温合金的最佳热加工窗口为:变形温度1125℃～1140℃,应变速率10-2.0s-1～101.0s-1。（4）组织分析结果显示,对于A2镍基粉末高温合金和GH141镍基高温合金来说,均在较低变形温度与较高应变速率条件下,晶粒组织较为细小,同时随着变形温度升高及应变速率的降低,晶粒尺寸逐渐变大。对于GH141镍基高温合金,在高应变速率10s-1时,变形时间很短,材料塑性变形产生的热量不能及时散发,导致压缩过程中实际温度大于预设温度,这会产生绝热升温效应,温度升高导致晶粒尺寸变大。
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