GH625合金是以Mo、Nb為主要強化元素的固溶強化鎳基變形合金,在943K以下有良好的持久性能、疲勞性能、抗氧化和抗腐蝕性能。GH625合金的使用溫度范圍為低溫到1255K,在此溫度區(qū)間內(nèi)合金能保持較高的強度。合金的強度是由鉬和鈮在鎳鉻矩陣中的硬化效應產(chǎn)生的,因此該合金不需要沉淀硬化處理,可采用冷加工提高合金的強度。此外,元素之間的聯(lián)合也是該合金在眾多強腐蝕環(huán)境抗耐蝕和在高溫環(huán)境抗氧化和抗?jié)B碳的原因?;谒母邚姸?、優(yōu)異的可加工性(包括焊接)以及出色的抗蝕性能,GH625合金在航空領域、核領域、化工領域和海水環(huán)境中得到了廣泛的應用。如反應器、蒸餾塔和換熱器等;在核領域,GH625合金被用于核水反應器的反應核和控制棒部件等;還被用于船舶的潛艇輔助推動電機以及飛機的推力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)管道和環(huán)境控制系統(tǒng)中的熱交換器管。由于這些部件大都是先通過熱加工來完成,因此,研究該合金的熱變形行為尤為重要??蒲腥藛T采用等溫恒應變速率壓縮的方法,系統(tǒng)研究了熱力參數(shù)對GH625合金流變應力的影響,并建立了GH625合金的本構關系。
GH625合金的化學成分(質(zhì)量分數(shù),%)為:C≤0.10,Cr20.00~23.00,Co≤1.00,Mo8.00~10.00,Al≤0.40,Ti≤0.40,F(xiàn)e≤5.00,Nb3.15~4.15余量為Ni。在中頻感應電爐中進行真空熔煉,鑄造成錠坯。合金進行1423K×24h固溶處理(空冷)。然后采用線切割法加工出準10mm×15mm的樣品,兩端留有準9.6mm×0.2mm的凹槽,用來盛放石墨潤滑劑,以減小接觸面的摩擦,避免不均勻變形。熱模擬實驗在Gleeble-1500熱/力模擬試驗機上進行。變形速率為0.001、0.01、0.1和1s-1,變形溫度為1223~1373K,真應變?yōu)?.7。Gleeble-1500熱模擬機采用電阻加熱,升溫速率為10K/s,升溫至變形溫度后保溫3min以使溫度均勻化,熱變形完成后立即水淬以保留高溫變形組織。然后將試樣沿壓縮方向切開,分析變形組織。
當變形溫度T一定時,隨應變速率ε的升高,合金的峰值應力σp和穩(wěn)態(tài)流動應力σs及對應的應變εp和εs均升高;當變形速率ε一定時,隨變形溫度T的升高,σp和σs以及εs均降低,但εp基本保持不變。
在GH625合金的熱變形溫度范圍內(nèi),提高變形溫度和降低應變速率有利于動態(tài)再結晶的完成。
GH625合金的熱變形平均激活能Q=468kJ/mol,其熱變形的本構方程為:ε=4.51×104σp555exp(-468×103/RT)。(曉紅)