稀土对GH4169合金热加工及成型性能影响研究

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作为镍基高温合金,GH4169合金因其自身优异的组织与力学性能被广泛的应用于各种领域,该合金用量在高温合金总用量上占据着非常重要的地位。合金在热加工过程中的敏感性使GH4169合金在热变形时难以加工。本文通过对加入稀土后的GH4169合金的单道次热模拟实验,系统性的研究了 GH4169合金的高温压缩变形行为。分析了高温变形行为、热加工图及其组织演变。利用构建的高温本构关系作为数学模型,用于对GH4169合金叶片挤压成型设计,研究了不同工艺参数对叶片成型过程的影响。详细的研究结论及成果如下:(1)通过对加稀土的GH4169合金进行锻造及固溶处理,得到原始实验材料。通过对得到的合金进行高温热模拟压缩实验,得到GH4169合金在不同变形参数下的真应力-真应变曲线,得出各热加工工艺参数对流变应力的影响方式,建立了基于Zener-Hollomon方程的高温流变应力本构方程,并与未加稀土的本构方程进行对比,为有限元模拟提供准确的数学模型。(2)基于动态材料模型理论的热加工图理论,绘制出不同变形量下的GH4169合金的热加工图,并结合未加稀土热加工图的分析进而优化热加工工艺参数。对GH4169合金在不同工艺参数下的组织进行观察,研究了 GH4169合金的微观组织演变规律,并结合热加工图,分析热加工图的不同区域与其组织演变之间的关系。(3)根据高温本构方程,利用Deform-3D有限元模拟软件对GH4169合金叶片挤压成形过程进行模拟,分析了加入稀土前后不同工艺参数下的叶片温度、等效应力、等效应变的分布规律。得到GH4169合金叶片挤压成形的最优工艺参数,为该合金实际热加工工艺提供了参考价值。
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