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Nimonic80A是什么材質(zhì)Nimonic80A成分性能

點擊次數(shù):760更新時間:2022-09-07

Nimonic80A它是一種鎳基高溫合金,廣泛應用于汽輪機葉片等高溫部件。在高溫下具有良好的抗螨性、耐久性和抗氧化性。材料的高溫抗蠕變性能與材料的粒度有關(guān),大粒度有利于高溫蠕變性能,小粒度高溫抗蠕變性能差;對于復雜的粒度組織,粒度越復雜,材料的抗蠕變性能越好,但一些文獻指出,項鏈結(jié)構(gòu)具有小粒子和大粒子的強度。

Nimonic80A動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生在鍛造和其他熱變形過程中。許多研究表明,它傾向于在原始晶體邊界處形核。隨著變形的增加,再結(jié)晶晶粒會逐漸增加,在原始晶體邊界形成項鏈狀結(jié)構(gòu),最原始大晶粒被小再結(jié)晶晶粒取代,形成均勻的小晶粒。因此,它可以起到細化晶粒度的作用。DRX除了與材料的化學成分有關(guān)外,到原始晶粒度、變形溫度、變形量和變形率的影響。因此,可以通過控制熱變形條件,即鍛造工藝來控制DRX為了控制材料的晶粒結(jié)構(gòu)。相關(guān)文獻提到了晶粒度與熱變形過程之間的關(guān)系。本文的目的是研究變形溫度和變形量在相同變形率條件下對晶粒結(jié)構(gòu)的影響,獲得動態(tài)再結(jié)晶開始和完成的臨界條件,從而控制熱變形過程中的晶粒結(jié)構(gòu)。

實驗中使用的原料晶粒度為30μm均勻的組織。為了使晶粒生長,原料首先通過1150C,30min熱處理,淬火,然后1065C,8h實現(xiàn)固溶強化的熱處理。熱變形前的原始組織為170粒度μm均勻組織。

Nimonic80A的化學成分(wt%)為

C:0.04-0.10,

Cr:18.0-21.0,

Ti:1.80-2.70,

Al:1.00-1.80,

Co:≤1.00,

Ti+Al:≥3.50,

剩余為Ni.用于熱壓縮的材料直徑為10μm,高為15μm圓柱形棒。熱變形實驗是在Gleeble3500模擬機上,變形溫度為1萬C-1150心,真實變形量為0.22-1.6.--系列熱變形試驗完成后,樣品沿中心線的縱截面采用光學顯微鏡觀察。觀察前樣品機械拋光,然后用腐蝕液腐蝕。

不同變形量對組織的影響

圖1顯示變形溫度為1050C當組織隨真實應變量變化時。(a)變形量為0.22時,再結(jié)晶晶粒出現(xiàn)在原大晶粒的晶界處,再結(jié)晶晶粒度(dpex)為25μm,形成項鏈結(jié)構(gòu)(b),圖1(C)表明,隨著變形量的增加,由于動態(tài)再結(jié)晶的持續(xù)進行,再結(jié)晶晶粒逐漸增加,再結(jié)晶體積含量逐漸增加,再結(jié)晶晶粒度隨變形量的增加而減少,變形量為0.30和0.在60條件下,分別是18μm和11μm。至圖1(d),變形量為0.92時,原大晶粒消失,成為均勻細小的晶粒結(jié)構(gòu),動態(tài)再結(jié)晶完成,平均晶粒度為9.9μm,再結(jié)晶晶粒度小于其他較小的變形條件。

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總結(jié)演變規(guī)律

Nimonic80A如圖3所示,晶粒結(jié)構(gòu)隨變形量溫度的變化規(guī)律,如圖3所示。方形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶尚未開始,組織為原始大晶粒:圓形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶已開始,但尚未完成,組織為項鏈結(jié)構(gòu),顯示復雜的晶粒分布:三角形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶已完成,組織為均勻的小晶粒。圖3顯示,變形溫度越高,動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形越低;變形溫度高,變形量大,組織更均勻。對于Nimonic80A對于這種低層錯能金屬,在熱變形過程中更容易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。由于高變形溫度有利于加速原子擴散和位錯攀爬,因此增加變形溫度可以加速恢復過程,從而減少再結(jié)晶開始的臨界流變應力。同時,由于高溫有利于晶界遷移,在1000C在上述變形溫度下,動態(tài)再結(jié)晶機制主要采用原晶界弓形核),因此在其他條件相同時,變形溫度較高DRX形核率較高,有利于晶界再結(jié)晶晶粒層層堆積.取代原始大晶粒,形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。同時,再結(jié)晶晶粒的生長速度越高,再結(jié)晶晶粒的生長速度越大。在相同的變形溫度下,隨著變形量的增加,再結(jié)晶晶粒與原晶粒之間形成的新晶體邊界成為新的核點,再結(jié)晶晶粒逐漸擴展到原晶粒內(nèi)部,最終形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。

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在相同的變形溫度下,大的變形量更有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu),變形量越大,得到的DRX晶粒度越?。划斪冃瘟肯嗤瑫r,高變形溫度也更有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。變形溫度越高,得到的DRX晶粒度越大。變形量大,變形溫度高,有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。

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