热加工历程对GH4698显微组织的影响

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GH4698合金具有良好的高温强度、抗疲劳、断裂韧性和塑性等综合性能,并且在高温下组织稳定性和可靠性较高,因此,广泛用于制造航空发动机的涡轮盘件。随着航空发动机高性能、长寿命、大型化的发展趋势,涡轮前燃气温度大幅提升,零部件负荷不断增大,工作状况越加恶劣,对涡轮盘的性能要求越加苛刻,这极大地增加了涡轮盘的制造难度。而GH4698合金作为涡轮盘的常用材料,其热加工过程对显微组织的影响尤为重要。本文重点关注热加工历程对GH4698合金显微组织的影响规律,以期为提升涡轮盘制造工艺水平提供重要理论支撑。本文以GH4698合金为研究对象,利用Thermecmastor-z热模拟试验机,通过热压缩模拟实验,研究了在不同变形温度(950~1200℃)、应变速率(0.01~10s-1)和应变量(0.9)条件下的流变行为,构建了基于流变曲线的本构方程以及热加工图,确定了GH4698合金动态再结晶发生的临界应变。采用EBSD技术手段,研究了GH4698合金在热变形过程中显微组织的演化规律,分析了不同变形条件(应变量、变形温度、应变速率)对GH4698合金动态再结晶百分数、动态再结晶形核机制以及特殊晶界百分数的影响规律,建立了GH4698合金在热变形后动态再结晶百分数分布图以及∑3晶界百分数分布图。发现在高应变、低lnZ(45~50)的区域内更有利于动态再结晶的发生以及∑3晶界形成,在高lnZ(50~62)的区域,不利于动态再结晶的发生以及∑3晶界形成。利用扫描电镜、EBSD等技术手段,研究了GH4698合金热处理后显微组织的演变规律。分析了不同变形条件(应变量、变形温度、应变速率)对GH4698合金固溶后晶粒尺寸、∑3晶界以及时效后γ′相析出行为的影响规律。基于当前试验数据,建立了GH4698合金在“1120℃+8h+淬火”固溶工艺下的晶粒尺寸及∑3晶界百分数分布图。结果表明,应变量对时效后析出的γ′相的分布及粒子大小影响较弱,在高温、低应变速率的变形条件下,经时效后γ′相分布均匀、颗粒较大。
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