高温合金GH4169管材挤压工艺及组织分析

对高温合金GH4169管材挤压成形进行了工艺研究，确定了GHll40管材挤压成形工艺参数，分析了GH4169管材挤压力能参数变化规律，分析了管材挤压对组织性能的影响。研究结果发现，GH4169管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数。     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

高温合金GH4169铣削振动试验研究

研究了高温合金GH4169铣削加工过程中刀具的振动特性。通过铣削加工单因素试验,用加速度传感器对振动信号进行测量,研究其变化规律。对比同一组参数下振动与切削力之间的关系,研究结果表明:在x方向上的振幅总体比y方向的振幅小,振动幅度随着切削速度的逐渐增加呈现先减小后增大的变化趋势;随着进给速度的增大,振动幅度逐渐减小;随着轴向切深的增加,振动幅度逐渐增大;当切削速度v_c为40.09～206.49 m/min,进给速度v_f为80 mm/min、轴向切深a_p小于0.797 mm时,满足表面粗糙度Ra小于2.5μm的精度要求。研究结果为GH4169铣削参数的合理选择提供了参考依据。     

GH4169高温合金的超塑性变形研究

GH4169合金经过热变形及热处理后,采用最大m值法进行高温拉伸实验,研究形变热处理效果及其超塑性行为.结果表明,热变形后的高温合金经δ相析出热处理后能析出大量细小弥散的δ相,再结晶退火后得到均匀细小的组织.在相同的变形条件下,与传统的恒应变速率拉伸相比,最大m值法拉伸可以得到更高的伸长率.     

GH4169合金支撑锥壁锻件的高温性能分析研究

针对GH4169合金支撑锥壁锻件持久性能不合的现象,通过理化性能检测、工艺参数研究及数值模拟分析,得到了锻件性能不满足标准要求的原因.结果表明,直径350 mm棒料锻造的锻件性能差异大,稳定性更差;锻件截面尺寸变化大,导致终锻件变形不均匀,试样环持久性能不满足标准,需要增加预锻工序.     

GH4169合金的高温变形行为

通过高温拉伸实验对GH4169合金的加工硬化特性进行了研究,采用扫描电镜观察其断口处的组织形貌,分析了δ相对GH4169合金塑性变形的影响。结果表明,GH4169合金加工硬化规律基本遵循Hollomon公式;合金在不同热处理制度(固溶处理、时效2 h、时效5 h、时效32 h)下的应变硬化指数n分别为0.274、0.391、0.423和0.468;δ相的析出提高了合金的抗拉强度和屈服极限,而塑性表现为先上升后下降。     

冷却速率对GH4169合金铸态组织和力学性能的影响

通过水冷铜坩埚熔炼吸铸制备了不同直径的GH4169高温合金圆柱试样,采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等对其凝固组织和析出相进行了分析,研究冷却速率对GH4169合金铸态组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着冷却速率的增加,合金二次枝晶臂间距减小,凝固枝晶组织明显细化;Laves相尺寸减小且呈现弥散分布;Nb和Mo元素的偏析减轻;合金硬度和强度提高。     

GH4169合金气体渗氮工艺研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪等分析手段,对GH4169合金的渗氮机理及长时间气体渗氮后渗氮层和基体组织、成分、性能进行了分析.结果表明,GH4169合金渗氮层深度和渗氮时间符合抛物线规律,长时间气体渗氮后渗层中会析出均匀细小的CrN(尺寸在纳米级)、Cr7C3相.渗氮层硬度达到1 268 HV0.05,渗氮层较脆,裂纹易沿原始γ相晶界萌生并扩展.     

GH4169高温合金的静态再结晶动力学

对GH4169高温合金在Gleeble-3500热模拟实验机进行了双道次和单道次热压缩实验。分析了变形温度、应变速率、间隔保温时间、变形量和初始晶粒尺寸对GH4169高温合金静态再结晶体积分数的影响。实验结果表明:变形温度越高、应变速率越大、道次间隔时间越长,变形量越大,初始晶粒度越小,静态再结晶体积分数越大。根据实验结果,建立了GH4169高温合金的静态再结晶模型,并将所建立的模型的预测结果和实验结果进行了对比分析,二者比较吻合。     

GH4169高温合金惯性摩擦焊的有限元模拟

基于Ansys有限元分析软件,建立了GH4169高温合金惯性摩擦焊过程的二维模型,进行了热力耦合分析,得到了焊接过程中的瞬时温度场和应力应变场,获得了焊接缩短量。根据惯性摩擦焊工艺分析了温度场和应力应变场的形成过程。     

GH4169高温合金腐蚀加工速度的影响因素

研究了GH4169高温合金在含三氯化铁的腐蚀液中腐蚀加工速度的影响因素。结果表明,腐蚀加工速度主要取决于HF、HNO3、HCl、FeCl3的浓度和加工温度。随着酸浓度的增加,腐蚀加工速度加快;温度每升高10℃,腐蚀速度增加4.35μm/min。FeCl3不仅能够提高腐蚀速度且能降低加工表面的粗糙度;溶液中Ni 2+的存在会影响腐蚀速率,随着Ni 2+浓度增加,腐蚀速率逐步降低。     

GH4169合金的冷变形行为研究

采用TEM、SEM、OM等方法研究了固溶态GH4169合金的冷变形行为.结果 表明:合金冷变形机制主要为位错的滑移和孪生,合金晶粒被逐渐拉长、晶界转动、变形带增加、晶界面积增加、晶粒细化、部分晶粒被分割.合金δ相的析出量随着形变量的增加而增加,δ相形态和分布由原始的粗针状晶界晶内分布不均变为细针状,分布更为均匀.影响合...     

GH4169高温合金螺柱失效分析

对固定支架的GH4169 M60断裂螺柱进行宏观和微观分析.目视检查断裂表面,发现裂纹的特征是脆性断裂,并且断裂最终发生在螺柱螺纹和螺母的接合处.渗透测试发现,螺柱内有5个平行于螺纹的连续裂纹,通过扫描电镜发现,断裂部位螺纹之间的裂纹呈现出不规则的尖锐边缘,且断裂表面呈现出典型的准劈裂断裂特征.EDS验证了断裂中碳化物...     

硬质合金立铣刀铣削镍基高温合金GH4169的铣削振动试验研究

在切削液条件下采用单因素试验方法,进行涂层硬质合金立铣刀铣削GH4169试验,对比分析了切削用量对铣削振动的影响规律。试验结果表明:在试验条件范围内,单因素法改变切削用量对铣削振动的影响不同,铣削振动值从大到小分别为v_x、v_y、v_z;切削速度v_c与每齿进给量f_z对铣削振动的影响较大;径向切削深度a_e对铣削振动的影响不明显;轴向切削深度a_p对铣削振动的影响显著。     

工艺参数对楔横轧GH4169合金轴类件力能参数的影响

利用DEFORM-3D有限元软件建立了其三维刚塑性有限元模型,通过仿真与实验相结合的方法,分析展宽角、成形角、断面收缩率对GH4169合金成形过程中力能参数的影响规律。结果表明在展宽段有:随着成形角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均减小,轴向力略增大,但增大幅度不明显;随着展宽角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均增大,轴向力减小;随着断面收缩率的增大,径向力、横向力和轧制力矩先增大后减小,轴向力增大。采用无量纲影响因子法,综合分析获得了工艺参数对力能参数影响的主次顺序。在此基础上,进行了1∶1楔横轧GH4169合金实验,得到轧制力矩与数值模拟结果相对误差在10%以内。研究结果为GH4169合金轴类件楔横轧成形合理选取工艺参数和轧机设计力能参数确定提供参考。     

不同疲劳热环境下GH4169高温合金形变行为研究

以镍基高温合金GH4169为对象,研究了600℃时不同取向的3种镍基单晶合金在不同低周疲劳下的循环变形行为,采用计算机软件对试验数据进行拟合分析。结果表明,3种取向[001]、[011]和[111]的镍基单晶合金,在不同总应变幅下的硬化曲线均在高总应变幅时表现为循环硬化,在低总应变幅时为循环稳定的特征;[001]取向的合金在0.6%总应变幅下的应力-应变为线性关系,显示出弹性变形的特点;在0.85%总应变幅下发生塑性变形;当总应变幅增加到1%时,可以观察到合金中位错缠结,且位错密度明显增大。     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

高温合金GH4169(Inconel 718)中磷晶界偏聚特性的实验研究

采用Auger电子能谱仪测量了镍基高温合金GH4169中磷(P)的晶界偏聚量.结果表明,经1020与1200 ℃固溶处理后在720 ℃时效2 h的样品,P的晶界偏聚浓度分别是0.344%与0.412%(原子分数).晶界偏聚浓度随固溶处理温度的升高而升高.基于这一实验结果,确定了P在该合金中的非平衡晶界偏聚特性.     

GH4169合金的冷变形行为

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。