难变形高温合金GH4720Li的超塑性变形行为

发布时间：2019-11-26 10:36

【摘要】：利用等温热压缩模拟试验机,对难变形高温合金GH4720Li初始均匀细晶合金不同温度及应变速率下的变形行为研究,计算了判定合金超塑性变形范围的应变速率敏感因子m及对相应变形组织进行分析。结果表明,均匀细晶合金在1040~1130℃、0.0001~0.005 s-1变形区间内,m值随变形温度升高和变形量增加而降低;1040~1100℃、0.0001~0.005 s-1条件下,该细晶合金具有超塑变形的能力,而1130℃时,无论应变速率如何,该合金已经不具备超塑性变形的能力;均匀细晶合金在较高变形温度下最佳超塑性变形所对应的应变速率较高,低温变形时最佳超塑性变形发生需要更低的应变速率。
【图文】：

Ｍ?(a)为该棒材的晶粒组织，由于晶粒非常细小，很难判断其晶粒度级别;利用场发射扫描电镜(FESEM)进一步观察该该棒材的初始组织，如图1(b)所示，发现大块状不规则一次γ'相主要钉扎在晶界，控制着合金的晶粒度。因此，通过FESEM组织统计，确定该棒材组织的初始晶粒度为ASTM10级。然后，从该棒材上切取鐖8mm×12mm的热模拟压缩试样。热压缩实验中为保证变形均匀，在试样两端加高温玻璃润滑剂以减少摩擦对应力状态的影响，同时在试样表面焊上热电偶以补偿试样表面温度的变化，热压缩实验后立即水冷以保留变形组织。图1GH720Li合金初始组织(a)晶粒组织;(b)γ'相Fig．1TheinitialmicrostructureofGH4720Lisuperalloy(a)grainstructure;(b)γ'precipitate对GH4720Li合金样品进行不同变形温度、应变速率和变形量条件下的热压缩模拟实验，其试验路线如图2所示。采用形变温度为1040、1070、1100和1130℃，应变速率为10－4、5×10－4、10－3和5×10－3s－1及工程变形量50%的变形条件，具体工艺参数如表2所示。表2均匀细晶GH4720Li合金热压缩实验的热加工参数表Table2Hotdeformationparametersforuniformfine-grainedGH4720LisuperalloyTemperature/℃Strainrate/s－1Engineeringdeformation/%1040，1070，1100，11300.0001，0.0005，0.001，0.00550图2GH4720Li合金变形工艺Fig．2ThehotdeformationprocessesofGH4720LisuperalloyGH4720Li合金试样经热压缩后，利用光学显微镜(OM)和FESEM分别对晶粒和γ'相进行组织研究。晶粒组织制备方法:先将机械抛光后的试样放入10mL浓H2SO4+(2～5)gKMnO4+90mLH2O的溶液中煮沸15min，然后用10%～12%草酸饱和水溶液清洗;γ'相场发射显微组织制备方法:

H4720Li合金样品进行不同变形温度、应变速率和变形量条件下的热压缩模拟实验，其试验路线如图2所示。采用形变温度为1040、1070、1100和1130℃，应变速率为10－4、5×10－4、10－3和5×10－3s－1及工程变形量50%的变形条件，具体工艺参数如表2所示。表2均匀细晶GH4720Li合金热压缩实验的热加工参数表Table2Hotdeformationparametersforuniformfine-grainedGH4720LisuperalloyTemperature/℃Strainrate/s－1Engineeringdeformation/%1040，1070，，1100，11300.0001，0.0005，0.001，0.00550图2GH4720Li合金变形工艺Fig．2ThehotdeformationprocessesofGH4720LisuperalloyGH4720Li合金试样经热压缩后，利用光学显微镜(OM)和FESEM分别对晶粒和γ'相进行组织研究。晶粒组织制备方法:先将机械抛光后的试样放入10mL浓H2SO4+(2～5)gKMnO4+90mLH2O的溶液中煮沸15min，然后用10%～12%草酸饱和水溶液清洗;γ'相场发射显微组织制备方法:试样经机械磨光、抛光后电解抛光，其中，电解抛光液为20%H2SO4+80%CH3OH，电解抛光所用直流电压为25～30V，时间为5～10s;然后对电解抛光后的试样进行电解侵蚀，其电解侵蚀液为150mLH3PO4+10mLH2SO4+15gCrO3，电解侵蚀所用的电压为5V，时间为5～10s。金相晶粒度级别主要依据国标GB/T6394－2002测得的平均晶粒尺寸而定;对于细小的晶粒组织，还需结合FESEM组织确定合金的晶粒度。2实验结果2.1应力-应变曲线演变规律图3为初始均匀细晶GH4720Li合金在不同变形温度和应变速率条件下的真应力-真应变曲线。可以看出，随变形温度升高和应变速率的降低，该均匀细晶合金的流变应力主要呈现逐渐降低的趋势，但在较低的应变速率变形时

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