GH625合金是以Mo、Nb為主要強(qiáng)化元素的固溶強(qiáng)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(qiáng)度。合金的強(qiáng)度是由鉬和鈮在鎳鉻矩陣中的硬化效應(yīng)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(qiáng)度。此外,元素之間的聯(lián)合也是該合金在眾多強(qiáng)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?qiáng)度、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(lǐng)域、核領(lǐng)域、化工領(lǐng)域和海水環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。如反應(yīng)器、蒸餾塔和換熱器等;在核領(lǐng)域,GH625合金被用于核水反應(yīng)器的反應(yīng)核和控制棒部件等;還被用于船舶的潛艇輔助推動(dòng)電機(jī)以及飛機(jī)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(yīng)變速率壓縮的方法,系統(tǒng)研究了熱力參數(shù)對(duì)GH625合金流變應(yīng)力的影響,并建立了GH625合金的本構(gòu)關(guān)系。
GH625合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)電爐中進(jìn)行真空熔煉,鑄造成錠坯。合金進(jìn)行1423K×24h固溶處理(空冷)。然后采用線切割法加工出準(zhǔn)10mm×15mm的樣品,兩端留有準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)在Gleeble-1500熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。變形速率為0.001、0.01、0.1和1s-1,變形溫度為1223~1373K,真應(yīng)變?yōu)?.7。Gleeble-1500熱模擬機(jī)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(dāng)變形溫度T一定時(shí),隨應(yīng)變速率ε的升高,合金的峰值應(yīng)力σp和穩(wěn)態(tài)流動(dòng)應(yīng)力σs及對(duì)應(yīng)的應(yīng)變εp和εs均升高;當(dāng)變形速率ε一定時(shí),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(yīng)變速率有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)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(gòu)方程為:ε=4.51×104σp555exp(-468×103/RT)。(曉紅)