Delta工艺下Inconel718合金锻造过程的数值模拟及组织研究

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3、硕士学位论文摘要Inconel718合金是制造航空发动机和地面燃气轮机涡轮盘的重要材料，其中以)，’相作为主要强化相。6相是)，7相的平衡相，是Inconel718合金的主要组成相之一。J相的形貌、数量和分布对于合金的疲劳性能、持久性能、抗缺口敏感性和热加工性能有很大影响。随着航空航天及工业的发展，进一步提高lnconel718合金在其使用温度下的强度和低周疲劳性能成为当Ii{『研究的热点和重点之一。对于Inconel718合金，制备组织均匀细小的合金锻坯和涡轮盘锻件是关键，其中J相控制热加工过程的Delta工艺是获得均匀细小组织的重要手段之一。本文

4、通过对J相时效处理Inconel718合金锻造过程的数值模拟，研究了其热变形行为，热变形过程中应力、应变场的变化规律，合金在高温变形过程中组织演化特征及预测，以及对最终热处理后析出相进行了定量分析。研究结果表明，Delta工艺下Inconel718合金在高温压缩变形时的流变应力同应变之间的关系曲线呈典型的动态再结晶特征。流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。在变形阶段，变形温度和应变速率对等效应力、等效应变、微观组织影响显著。随着变形温度的升高，等效应力减小，等效应变增大，晶粒组织逐渐增大，在变形温度为1020℃．950℃时均匀细小；随着应

5、变速率的增大，等效应力增大，等效应变减小，晶粒组织在应变速率为0．1s1时晶粒组织均匀细小。不同的变形量下对等效应力、等效应变、晶粒组织的影响较小。在两步锻造过程中，试样不同区域处的应力、应变、晶粒组织有较大的不同。大变形区域晶粒组织均匀，在接近上模的区域晶粒粗大，且不均匀。小变形区域由于在动态、亚动态再结晶作用下，晶粒细小。对Delta工艺下Inconel718合金在最终热处理后析出相进行定量分析，结果表明：变形温度和应变速率对析出相含量的影响较为明显，随着变形温度的降低，J相含量逐渐增加，由2．39％增加到3．78％，而)，’、)，7相的含量则随

6、着变形温度的降低而减少。随着应变速率的降低，J相含量逐渐减少，)，’、)，’相的含量则逐渐增加，分别由3．22％、12．88％增加到3．36％、13．44％。在终锻变形量为50％时，6相的含量仅有0．79％，并随着终锻变形量的减小，含量有所增加，达到1．47％，IDelta工艺下Inconel718合硷啷}造过程的数值榭以及组织研究但仍较低；)，”、)，相的含量则有所减少，但变化相对较小。试佯在变形温度为1020"C．950"C，变形量为50％．20％，应变速率为0．01S。1下，经热处理后，析出大量的)，"、)，相，6相明显长大且有少量呈微小的针状

7、、片状的6相存在，同时晶粒尺寸也明显增大，因此建议在进行锻造后直接进行双时效热处理，而不必进行进一步固溶处理。关键词：Inconel718合金；Delta-V-艺：热变形；组织演变；定量分析ⅡInconel718superalloywith)，"phaseasamajorstrengtheningphaseisallimportantmaterialusedforhi【ghtemperatureturbinediskofaeroengineandgasturbine．6phase，astheequilibriumphaseof)，”phase，iso

8、neofthemajorcomponentphasein718superalloy．Themorpholog