因為在-253℃～650℃溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，Inconel718合金對于航空航天發(fā)動機來說是一種重要的材料。為了改善發(fā)動機的安全性和可靠性，獲得組織均勻和細化的鍛件至關(guān)重要。通常情況下，鍛件尺寸大且形狀復(fù)雜，如渦輪盤和發(fā)動機軸，它們都是通過多個步驟的熱加工工藝制造而成。另外，合金的顯微組織對熱變形參數(shù)非常敏感。因此，在鍛件中常常出現(xiàn)粗晶或?qū)\晶等缺陷。因為Inconel718合金組織中的δ相通過堅固的鎖定效應(yīng)能夠控制晶粒尺寸，所以業(yè)已采用δ工藝（DP）加工Inconel718合金鍛件，即使用一δ相析出周期，然后熱機械加工以獲得均勻、細晶的坯料。通過DP工藝，材料工程師們業(yè)已獲得達到ASTM8平均晶粒度的大尺寸Inconel718合金坯料以及達到ASTM11晶粒度的渦輪盤鍛件。
對于Inconel718合金，δ相在顯微組織變化和力學(xué)性能方面起到非常重要的作用，科研人員試驗研究了δ工藝加工的Inconel718合金的高溫拉伸變形與斷裂特性。
試驗料取自Φ250mm的Inconel718鍛棒。為了研究δ相含量和形貌對合金變形和斷裂特性的影響，對試樣進行不同的熱處理預(yù)先析出δ相以獲得不同的初始δ相含量，相應(yīng)的熱處理制度見表1。拉伸試驗溫度為950℃。
表1 拉伸試驗用圓柱體試樣的熱處理
|
試樣No. |
熱處理 |
δ相含量（wt.%） |
|
1 |
1040℃×1h，水淬 |
0 |
|
2 |
1040℃×1h，水淬＋900℃×8h，水淬 |
3.79 |
|
3 |
1040℃×1h，水淬＋900℃×32h，水淬 |
8.21 |
研究結(jié)果：
具有不同初始δ相含量試樣的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線均為典型的彈性-均勻塑性曲線。
在均勻塑性變形階段，固溶處理試樣1的應(yīng)變硬化指數(shù)n為0.375，δ工藝加工的試樣2和3的n值也不盡相同。此外，首次變形過程的n值高于二次變形的n值，并且，n值隨δ相含量增加而增大。
具有不同初始δ相含量0、3.79、8.21%試樣的延伸率分別為173.3、124、80%。隨著δ相含量的增加，Inconel718合金的高溫塑性下降。
（4）具有不同初始δ相含量試樣的拉伸斷裂機理均為微孔洞聚集韌性斷裂，δ相和碳化物是微孔洞形成的核心。（曉紅）
