论文部分内容阅读
高温合金在高温下工作时具有很好的耐氧化性及稳定的内部组织结构,并且他的耐疲劳性非常强,这使得其常用于高温环境中,例如航天发动机中等。但高温合金的熔点较高、强度大等特点,也使得它的加工性能较差。半固态加工技术则是一种集铸造和锻压优势于一身的成形技术,在工业中多用于低熔点合金上,若将高温合金也采用半固态成形技术进行热加工,能够改善高温合金的加工缺点。本课题将以GH3536典型镍基高温合金为例,研究它在半固态时的流变学行为,并进一步分析出本构方程及热加工图,再通过对数值模拟得到成形过程中的多种物理参数,最后进行实际的触变成形,对成形件进行宏观整体观测。对高温合金的触变成形提供一定经验与数据基础,同时拓展半固态加工的应用领域。首先,本文研究了GH3536在半固态温度时的流变学,并加以分析描述。在GH3536处于半固态温度范围内时进行了热压缩实验,得到真应力-真应变数据。对其分析发现,应力最大值与变形的温度成反比,与应变速率成正比,是对应变速率具有敏感性;并且表观粘度随变形温度和应变速率的增长而减小,他们的对数呈线性关系。而从微观晶体结构上进一步分析其流变学行为特性并可得出结论:动态再结晶的程度与温度成正比,与应变速率成反比。再利用真应力应变曲线推导出其本构方程,再结合Prasad及Murty失稳判据制作出两种热加工图,结合所得的微观金相图对他们进行分析与评判,并得出加工推荐条件为1330℃~1350℃,应变速率为0.01 s-1。将真应力-真应变曲线输入至有限元分析软件Deform-3D,为重新定义GH3536提供flow-stress关系。再将不同的参数包括:坯料温度、模具温度、放置方式、加载速度、摩擦系数等全面模拟触变成形过程,进而得出成形件的温度场、应力场等。最终表明,坯料横向放置效果更好,并且合理的升高保温温度和模具的温度可以提升成形精确度。最后将GH3536先在半固态温度时等温处理,后用液压机对坯料触变成形,观察成形件的宏观样貌,最后加以热处理。