800H合金組織演變規(guī)律與熱加工工藝研究.pdf

1、在諸多工業(yè)腐蝕環(huán)境中，鎳基耐蝕合金不僅具有獨(dú)特的抗腐蝕甚至抗高溫腐蝕性能，而且強(qiáng)度高、塑韌性好，同時(shí)具有良好的可冶煉、鑄造、加工成型和焊接等性能，被廣泛應(yīng)用于石化、能源、海洋、航空航天等領(lǐng)域。800H合金是最典型的一種鎳基耐蝕合金，自從上世紀(jì)50年代問世以來，由于該合金在高溫條件下具有高強(qiáng)度和抗腐蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛地用于制造冶金工業(yè)加熱爐元件、石油化工工業(yè)用管以及核反應(yīng)堆熱交換器等。然而該合金的熱加工具有變形抗力大、變形溫度高且可加

2、工溫度范圍窄等難點(diǎn)，而且800H合金本身冶煉成本較高，因此，通過熱模擬實(shí)驗(yàn)的方法來進(jìn)行800H合金熱加工工藝的研究具有重要的學(xué)術(shù)和工程意義。
　　全文共分為七個(gè)章節(jié)，其主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)通過單道次壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了熱加工工藝參數(shù)對800H合金變形抗力的影響。在熱變形過程中，800H合金的變形抗力隨應(yīng)變速率的增加而增大，隨變形溫度的升高而降低，兩者的變化會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶等高溫軟化行為的發(fā)生。由此，使得變形程度

3、對變形抗力的影響發(fā)生了復(fù)雜變化。在此分析的基礎(chǔ)上，建立了800H合金變形抗力數(shù)學(xué)模型，且有較高的擬合精度。
　　(2)對不同熱加工工藝下單道次壓縮后試樣的金相組織進(jìn)行了觀察，利用EBSD分析手段研究了800H合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的規(guī)律:溫度越高，應(yīng)變速率越低，越有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。隨溫度變化碳化物等析出相溶解性也有所變化，這一變化對動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的影響不可忽略。利用TEM分析技術(shù)，分析了熱加工過程中800H合金亞結(jié)構(gòu)的變化，其主要結(jié)

4、論如下:亞結(jié)構(gòu)主要由高密度位錯(cuò)墻、形變帶及亞晶組成。原始奧氏體晶界為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核的優(yōu)先位置，晶粒內(nèi)部位錯(cuò)組態(tài)變化所形成的亞晶提供了額外的形核位置。形核機(jī)制包括晶界弓出和亞晶長大兩種機(jī)制。
　　(3)建立了基于Zener-Hollomon方程的800H合金高溫本構(gòu)方程;通過三次多項(xiàng)式擬合研究了800H合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)力的預(yù)測方法;建立了基于JMA方程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程和體積分?jǐn)?shù)方程，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。通過

5、0.2％補(bǔ)償法計(jì)算了靜態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)，分析了熱加工工藝參數(shù)對靜態(tài)再結(jié)晶速率的影響規(guī)律，而且在低溫下由于應(yīng)變誘導(dǎo)析出現(xiàn)象的發(fā)生，使再結(jié)晶曲線出現(xiàn)平臺(tái)。建立了基于Avrami方程的靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程。
　　(4)研究了基于DMM加工圖的基本理論，根據(jù)單道次壓縮的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了不同真應(yīng)變下800H合金熱加工圖，結(jié)合微觀組織的演變規(guī)律，根據(jù)熱加工圖中安全區(qū)和失穩(wěn)區(qū)的分布進(jìn)行了800H合金熱加工工藝優(yōu)化。真應(yīng)變?yōu)?.6時(shí)，最佳熱加工溫度