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分享:DP处理后GH4169合金在热变形过程中的组织演变

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浏览:- 发布日期:2020-05-24 17:06:56【

司家勇1,2,陈龙1,廖(liao)晓航1,刘娜1,钟(zhong)利萍(ping)1

(1.中(zhong)南林(lin)业科技大学机电工程学院,长沙410004;

2.中南(nan)大学粉末(mo)冶(ye)(ye)金研究院,粉末(mo)冶(ye)(ye)金国家重点实(shi)验室,长(zhang)沙410083)

摘 要:对(dui)DP处理(li)后的(de)GH4169合金在变形(xing)温度(du)900~1060 ℃、应变速率0.001~0.500s-1

下进行(xing)了热压缩(suo)变(bian)(bian)形(xing)试(shi)验,研究了变(bian)(bian)形(xing)温(wen)度、应变(bian)(bian)速率和应变(bian)(bian)量(liang)对合金显微(wei)组织、δ相(xiang)形(xing)貌以及δ

相(xiang)演变的影响(xiang),分析(xi)了组(zu)织(zhi)演变机制.结果表明:DP处理后合金的显(xian)微组(zu)织(zhi)中分布有大量片层

状/长针状δ相(xiang)(xiang),在高(gao)温压缩变形(xing)过程中变形(xing)断(duan)裂(lie)和溶解断(duan)裂(lie)的综合作用下,随应变量的增(zeng)加,δ相(xiang)(xiang)

发生(sheng)弯曲、扭折直至球化(hua);随着变(bian)形温度的升(sheng)高或应(ying)变(bian)速率的降低,δ相含量逐渐减(jian)少,合金动态再

结晶(jing)晶(jing)粒尺(chi)寸和动态再结晶(jing)体积分数逐渐增(zeng)大.

关键(jian)词:GH4169合金;DP处理;δ相;热变(bian)形;动态再结晶(jing)

中图分类(lei)号(hao):TG146.1   文献标志码:A   文章编号(hao):1000G3738(2017)04G0006G05

MicrostructureEvolutionofDeltaGProcessedGH4169AlloyduringHotDeformation

SIJiaGyong1,2,CHENLong1,LIAOXiaoGhang1,LIUNa1,ZHONGLiGping1

(1.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,

Changsha410004,China;2.StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,PowderMetallurgyResearchInstitute,

CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)

Abstract::ThehotcompressivedeformationexperimentswereconductedonthedeltaGprocessed GH4169

alloyatthedeformationtemperaturesof900-1060 ℃ andstrainratesof0.001-0.500s-1.Theeffectsof

deformationtemperature,strainrateandstrainonthemicrostructureandthemorphologyandevolutionofδphase

werestudiedandtheevolutionmechanismofmicrostructurewasanalyzed.Theresultsshowthatalargenumberof

plateGlikeorlongGneedleGlikeδphasedistributedinthemicrostructureofthedeltaGprocessedalloy.Duringthehot

compressivedeformation,withtheincreaseofstrain,thebending,kinkingandspheroidizationoftheδphase

occuredduetothecombinedeffectsofdeformationanddissolutionbreakages.Withthedeformationtemperature

increasingorthestrainratedecreasing,thecontentofδphasedecreased,whilethegrainsizeandthevolume

fractionofdynamicrecrystallizationincreased.

Keywords:GH4169alloy;deltaGprocessed;δphase;hotdeformation;dynamicrecrystallization

0 引 言

GH4169合(he)金是(shi)一种铌强化的(de)沉淀硬化型铁镍基高温(wen)合(he)金,由于(yu)其优良的(de)高温(wen)力学性能,在航空(kong)工(gong)业中被广(guang)泛用于(yu)制造一些(xie)关键零部件(jian),如压(ya)气(qi)机(ji)盘、涡(wo)轮盘、轴和(he)叶片等[1-3].GH4169合(he)金以体心(xin)四方(fang)结构(gou)的(de)γ″相(xiang)(xiang)(Ni3Nb)为主要强化相(xiang)(xiang),同时辅以面心(xin)立方(fang)结构(gou)的(de)弱强化相(xiang)(xiang)γ′(Ni3AlTi),正交结构(gou)的(de)δ相(xiang)(xiang)(Ni3Nb)是(shi)γ″相(xiang)(xiang)的(de)平衡相(xiang)(xiang).GH4169合(he)金的(de)组织

和性(xing)能对(dui)(dui)(dui)热(re)(re)加工(gong)工(gong)艺很敏感(gan),工(gong)艺控制不当(dang)(dang)会出(chu)现(xian)粗晶、混晶等(deng)现(xian)象(xiang),进(jin)而(er)影响锻件的持久缺口敏感(gan)性(xing)和冲击韧性(xing)等(deng)性(xing)能[4].因(yin)GH4169合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)的δ相(xiang)可通(tong)过(guo)(guo)钉扎晶界阻碍晶粒长大,目前发展出(chu)了一种δ相(xiang)时效处(chu)理(li)(li)工(gong)艺(DP),即在(zai)(zai)变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)前的合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)通(tong)过(guo)(guo)适当(dang)(dang)的处(chu)理(li)(li)预先析出(chu)δ相(xiang),通(tong)过(guo)(guo)控制热(re)(re)加工(gong)过(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)工(gong)艺来获取组织均匀细(xi)小且(qie)性(xing)能优良的锻件[5-8].目前,关于6 司(si)家勇,等(deng):DP处(chu)理(li)(li)后GH4169合(he)(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)(zai)热(re)(re)变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)过(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的组织演变(bian)(bian)(bian)GH4169合(he)(he)(he)金(jin)(jin)高温变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)过(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)δ相(xiang)的溶解行为已有一些研(yan)究报道[9-14],但并没(mei)有对(dui)(dui)(dui)δ相(xiang)在(zai)(zai)变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)过(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)的演化机制以(yi)及δ相(xiang)演变(bian)(bian)(bian)对(dui)(dui)(dui)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)高温变(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)机制的影响进(jin)行深入探(tan)讨.而(er)系统(tong)研(yan)究经DP处(chu)理(li)(li)后合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)δ相(xiang)的演变(bian)(bian)(bian)过(guo)(guo)程(cheng)(cheng)与(yu)组织特(te)征,不仅(jin)对(dui)(dui)(dui)GH4169合(he)(he)(he)金(jin)(jin)

热加工工艺的制定具有重要的指(zhi)导意义,也可为(wei)变(bian)形组织(zhi)(zhi)和(he)性能的精确(que)控制提供(gong)理论依据.为(wei)此,作者对DP处理后GH4169合金进行了高温压缩(suo)变(bian)形,研究了应变(bian)量、变(bian)形温度和(he)应变(bian)速率(lv)对δ相的演变(bian)过(guo)程与显微组织(zhi)(zhi)的影(ying)响,讨论了高温

压缩变形过程中(zhong)的组(zu)织演(yan)变机制,为该(gai)合金热加工(gong)参数的制定和优化提供(gong)依据(ju).

1 试样制备与试验方(fang)法

1.1 试样制备

试(shi)验材料为辽(liao)宁抚(fu)顺特钢公司生产的规格为?200mm的GH4169合金锻(duan)棒,其化学成(cheng)分(质量分数/%)为0.036C,52.12Ni,18.75Cr,5.36Nb,2.99Mo,1.00Ti,0.49Al,0.004B,0.10Si,0.02Mn,0.04Co,余Fe.从锻(duan)棒上取(qu)样进(jin)行DP处理(li),先(xian)将试(shi)样在1040℃保温40min水冷,消除偏析和残余应力,此时的显微组织为奥氏体(ti)和少量的碳化物,随(sui)后在900 ℃时效(xiao)24h,水冷至室(shi)温.将经DP处理(li)的GH4169合金锻(duan)棒试(shi)样机加工成(cheng)?10mm×15mm的试(shi)样.

1.2 试(shi)验方法

在(zai)计算机控(kong)制的MTS815型(xing)力学试验机上进行高(gao)温(wen)(wen)热压缩试验,试样两(liang)端用高(gao)温(wen)(wen)玻璃润滑剂(ji)润滑,变形温(wen)(wen)度分别为(wei)900,940,980,1020,1060 ℃,应变速率分别为(wei)0.001,0.005,0.010,0.050,0.100,

0.500s-1,应(ying)(ying)(ying)变(bian)量为70%.此外,还在(zai)980 ℃、应(ying)(ying)(ying)变(bian)速率为0.010s-1下,分别进(jin)行(xing)了应(ying)(ying)(ying)变(bian)量为10%,

30%,50%,70%的高温热压缩试(shi)验(yan). 将试(shi)样(yang)(yang)压缩至指定应变量后(hou)(hou),立即快速水淬以(yi)保留其高温变形(xing)组(zu)织.将试(shi)验(yan)获取的载(zai)荷、压下(xia)量数据经(jing)过处理后(hou)(hou)得到试(shi)验(yan)合金(jin)的真应力G真应变曲线. 采用电(dian)(dian)火(huo)花线切(qie)割将压缩后(hou)(hou)的试(shi)样(yang)(yang)沿轴(zhou)向切(qie)开,经(jing)机械抛后(hou)(hou)用50 mL H2O+40 mL HCl+10 mL HF混合溶液进行腐(fu)蚀,使用LeicaDM4000型光学显微镜Quanta650型扫描(miao)电(dian)(dian)镜观(guan)察显微组(zu)织.

2 试验结果与讨论(lun)

2.1 DP处理(li)后的显微组织

由图1可(ke)见,经(jing)DP处理后,试验合(he)金(jin)(jin)中(zhong)原始(shi)的(de)奥氏体(ti)(ti)晶(jing)界已基(ji)本(ben)消失,其组织(zhi)为(wei)魏氏体(ti)(ti)+δ相(xiang)(xiang),δ相(xiang)(xiang)的(de)体(ti)(ti)积分数约(yue)为(wei)9.6%. 采用截线法(fa)测得(de)的(de)平均晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸(cun)约(yue)为(wei)154μm,比锻态(tai)的(de)平均晶(jing)粒(li)(li)尺(chi)寸(cun)(48μm)大约(yue)100μm.δ相(xiang)(xiang)主要(yao)存(cun)在(zai)于晶(jing)内(nei),大量呈片层状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)状(zhuang),少量为(wei)颗粒(li)(li)/短棒状(zhuang). 试验合(he)金(jin)(jin)中(zhong)γ′和γ″相(xiang)(xiang)与(yu)基(ji)体(ti)(ti)γ相(xiang)(xiang)属于共(gong)格关(guan)(guan)系(xi),δ相(xiang)(xiang)与(yu)基(ji)体(ti)(ti)γ相(xiang)(xiang)为(wei)非(fei)共(gong)格关(guan)(guan)系(xi),δ相(xiang)(xiang)在(zai)基(ji)体(ti)(ti)γ晶(jing)内(nei)形(xing)核(he)析出(chu)(chu)需要(yao)克服(fu)的(de)能量壁(bi)垒很大.δ相(xiang)(xiang)形(xing)核(he)析出(chu)(chu)的(de)位置与(yu)时效温(wen)度(du)有关(guan)(guan),当(dang)温(wen)度(du)低于900℃时,δ相(xiang)(xiang)主要(yao)在(zai)晶(jing)界和孪晶(jing)界上形(xing)核(he);当(dang)温(wen)度(du)高于900 ℃时,δ相(xiang)(xiang)可(ke)以从基(ji)体(ti)(ti)γ晶(jing)内(nei)直接形(xing)核(he)析出(chu)(chu)[15].试验合(he)金(jin)(jin)中(zhong)

铝(lv)、钛(tai)原子(zi)分数之和(he)(he)与铌原子(zi)分数的(de)比值为0.68(高于0.66),因此(ci),晶内(nei)颗(ke)粒/短棒(bang)状δ相主要由时效初期(qi)在晶内(nei)析(xi)出的(de)γ′和(he)(he)γ″相转变所形成[9].

图1 经DP处理后GH4169合金的显微组织和δ相形貌

图1 经DP处理(li)后GH4169合金的显(xian)微组织和δ相形(xing)貌

Fig敭(yang)1 Microstructure a andmorphologyofδphase b ofdeltaGprocessedGH4169alloy


2.2 应变量对显微组织(zhi)的影(ying)响


由图2可以(yi)看出,随着应变量的增加,试(shi)验合金的真应力(li)快速升高达到(dao)峰值后逐渐降低并趋(qu)于稳定.

图2 在980 ℃、0.010s-1下压缩时GH4169合金的真应力G真应变曲线

DP处理(li)后GH4169合金在热(re)变(bian)形(xing)(xing)(xing)过程(cheng)中的组织演变(bian)虽然高温压缩时在试样(yang)两端加有(you)高温玻璃润滑剂,但(dan)试样(yang)在变(bian)形(xing)(xing)(xing)过程(cheng)中仍(reng)与(yu)压头之(zhi)间存在摩擦,导致试样(yang)侧面(mian)产生鼓(gu)肚,因此(ci),变(bian)形(xing)(xing)(xing)后试样(yang)各(ge)区域应(ying)(ying)变(bian)量不同(tong).由(you)图3(a)可见(jian),其(qi)中心区域(位(wei)置1)应(ying)(ying)变(bian)量最大,为均匀(yun)变(bian)形(xing)(xing)(xing)区域;上(shang)下(xia)端面(mian)与(yu)压头接触处(位(wei)置2)为难变(bian)形(xing)(xing)(xing)区域;侧面(mian)鼓(gu)肚处(位(wei)置3)不受约

束,为自(zi)由变(bian)形(xing)(xing)区域(yu).由图3(b)~(d)可以看出,因(yin)位置(zhi)2处的(de)应(ying)变(bian)量(liang)较小,原始(shi)δ相(xiang)形(xing)(xing)貌(mao)基本没(mei)有发(fa)生变(bian)化,仅局部(bu)片层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)发(fa)生溶(rong)解断裂,形(xing)(xing)成不连(lian)续(xu)的(de)片层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)分布;位置(zhi)3处在压缩变(bian)形(xing)(xing)时应(ying)变(bian)量(liang)较大,δ相(xiang)发(fa)生动(dong)态(tai)变(bian)形(xing)(xing)断裂,且(qie)接近外(wai)加应(ying)力(li)轴的(de)片层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)出现(xian)较大程度的(de)弯(wan)曲扭折,远(yuan)离(li)外(wai)加应(ying)力(li)轴的(de)片层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)向(xiang)水平(ping)方向(xiang)发(fa)生偏转;位置(zhi)1处的(de)应(ying)变(bian)量(liang)最大,片层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)弯(wan)曲扭折加剧,转变(bian)为颗(ke)粒/短棒状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang),偏转继续(xu)增大后δ相(xiang)的(de)动(dong)态(tai)溶(rong)解量(liang)进(jin)一(yi)步增加.

图3 在980 ℃、应变速率为0.010s-1下压缩至应变量为30%后GH4169合金不同区域的显微组织

图3 在980 ℃、应变速率为(wei)(wei)0.010s-1下压缩至(zhi)应变量(liang)为(wei)(wei)30%后(hou)GH4169合金不同区域的显微组织

Fig.3 MicrostructuresatdifferentareasofGH4169alloyaftercompressionforstrainof30% at980 ℃ andstrainrateof0敭010s-1 a schematicdiagramofcrosssection b position2 c position3and d position1


Zhang[10]和Wang[12]等通过(guo)(guo)研(yan)究(jiu)发(fa)现,在高温热压(ya)缩(suo)变(bian)(bian)(bian)形过(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),由(you)于(yu)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)与基体(ti)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)为(wei)(wei)非共格关系(xi),运动(dong)(dong)位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)不易(yi)切割δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),而是(shi)倾向于(yu)弯曲绕(rao)过(guo)(guo)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)前(qian)进(jin)(jin),但(dan)由(you)于(yu)试验合金中(zhong)(zhong)片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)尺(chi)寸较大,在变(bian)(bian)(bian)形过(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)运动(dong)(dong)位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)很(hen)难绕(rao)过(guo)(guo)片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)前(qian)进(jin)(jin),而在δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)附(fu)近发(fa)生(sheng)塞积(ji),产生(sheng)应(ying)(ying)力(li)(li)集中(zhong)(zhong),当(dang)应(ying)(ying)力(li)(li)达到δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)断裂极限(xian)时(shi),片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)发(fa)生(sheng)断裂.Cai等[16]在研(yan)究(jiu)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)静态溶(rong)解(jie)(jie)行为(wei)(wei)时(shi)发(fa)现,针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)存(cun)在溶(rong)解(jie)(jie)断裂现象.这是(shi)因为(wei)(wei)在针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)内部(bu)存(cun)在着亚晶界(jie)(jie)或高密度(du)位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)区域(yu),导(dao)致在相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)内产生(sheng)界(jie)(jie)面张(zhang)力(li)(li),进(jin)(jin)而形成沟(gou)槽(cao);相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)对于(yu)平面,沟(gou)槽(cao)两侧曲面的(de)(de)曲率(lv)半径(jing)较小,沟(gou)槽(cao)曲面处的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)会优先(xian)溶(rong)解(jie)(jie),破坏界(jie)(jie)面张(zhang)力(li)(li)平衡,为(wei)(wei)了(le)保持(chi)平衡,沟(gou)槽(cao)会进(jin)(jin)一步加(jia)(jia)深,这个过(guo)(guo)程反复进(jin)(jin)行,直至δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)溶(rong)解(jie)(jie)断裂.由(you)此可见,在压(ya)缩(suo)变(bian)(bian)(bian)形过(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),外界(jie)(jie)施加(jia)(jia)的(de)(de)应(ying)(ying)变(bian)(bian)(bian)使得片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)内部(bu)亚晶界(jie)(jie)或高密度(du)位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)区域(yu)增大,进(jin)(jin)而导(dao)致δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)变(bian)(bian)(bian)形断裂;同(tong)时(shi),运动(dong)(dong)位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)在片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)附(fu)近大量塞积(ji),在位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)应(ying)(ying)力(li)(li)场(chang)的(de)(de)作用(yong)下(xia),溶(rong)质易(yi)被吸引(yin)扩散到位(wei)(wei)错(cuo)(cuo)线附(fu)近[17],为(wei)(wei)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)铌原子的(de)(de)扩散提供快(kuai)速通道(dao),而铌的(de)(de)加(jia)(jia)速扩散加(jia)(jia)速了(le)变(bian)(bian)(bian)形过(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)断裂.正(zheng)是(shi)由(you)于(yu)变(bian)(bian)(bian)形断裂和溶(rong)解(jie)(jie)断裂的(de)(de)共同(tong)作用(yong),高温压(ya)缩(suo)变(bian)(bian)(bian)形过(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)片(pian)层(ceng)(ceng)(ceng)状(zhuang)/长(zhang)针(zhen)(zhen)状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)发(fa)生(sheng)球化,转变(bian)(bian)(bian)为(wei)(wei)颗粒/短(duan)棒状(zhuang)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang).经定量金相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)统计分(fen)(fen)(fen)析(xi),在变(bian)(bian)(bian)形温度(du)980℃、应(ying)(ying)变(bian)(bian)(bian)率(lv)0.010s-1下(xia)、应(ying)(ying)变(bian)(bian)(bian)量为(wei)(wei)30%的(de)(de)GH4169合金位(wei)(wei)置1,2,3处的(de)(de)δ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)体(ti)积(ji)分(fen)(fen)(fen)数分(fen)(fen)(fen)别(bie)约为(wei)(wei)6.2%,8.2%,6.6%.

由图4可见,当应变量为10%时(shi),GH4169合金中部分片层状(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针(zhen)状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)在外(wai)(wai)力作用下发(fa)生明显(xian)的扭折变形(xing)而断(duan)裂(lie),另外(wai)(wai)一部分片层状(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针(zhen)状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)发(fa)生溶(rong)解断(duan)裂(lie),形(xing)成不连续的颗(ke)粒状(zhuang)(zhuang)/短棒状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang);随着应变量增加至30%,片层状(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针(zhen)状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)扭折

图4 在980 ℃、应变速率为0.010s-1下压缩至不同应变量后GH4169合金的显微组织

图4 在980 ℃、应变(bian)速率为0.010s-1下压(ya)缩(suo)至不同应变(bian)量(liang)后GH4169合金的显微组织(zhi)

Fig.4 MicrostructuresofGH4169alloyaftercompressionfordifferentstrainsat980 ℃ andstrainrateof0.010s-1

加剧,由初始的贯(guan)穿整个大(da)晶粒(li)的片层状(zhuang)/长(zhang)针状(zhuang)转变为颗粒(li)状(zhuang)/短(duan)棒状(zhuang),部分(fen)(fen)δ相(xiang)溶解消失,δ相(xiang)含量减少(shao);当应(ying)变量进一(yi)步(bu)加大(da)至50%,70%时,δ相(xiang)大(da)部分(fen)(fen)转变为颗粒(li)状(zhuang)/短(duan)棒状(zhuang),部分(fen)(fen)粗化溶解进入基体(ti),难以(yi)分(fen)(fen)辨,其(qi)含量进一(yi)步(bu)减少(shao).

图5 在不同温度、应变速率为0.010s-1下压缩至应变量为70%后GH4169合金的显微组织



图(tu)5 在(zai)不同温(wen)度、应变(bian)速率为(wei)0.010s-1下压缩至应变(bian)量为(wei)70%后GH4169合金的显(xian)微组(zu)织


Fig.5 MicrostructuresofGH4169alloyaftercompressionforstrainof70% atstrainrateof0.010s-1anddifferenttemperatures

由(you)图5可(ke)见(jian),变形温度(du)为900℃时,试验合金中的片层状(zhuang)(zhuang)/长针状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)沿外加(jia)载荷方向严重弯(wan)曲,成为颗粒状(zhuang)(zhuang)/短棒(bang)状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang),只有少量的动态再(zai)结(jie)晶(jing)晶(jing)粒形成;变形温度(du)升高至940 ℃和(he)980 ℃时,片层状(zhuang)(zhuang)/长针状(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)发(fa)生变形断裂(lie)和(he)溶解(jie)断裂(lie),含量不(bu)断降(jiang)低,至1020℃时,由(you)于该(gai)温度(du)为δ相(xiang)的溶解(jie)温度(du),因(yin)此(ci)(ci)δ相(xiang)基本完全消失.此(ci)(ci)外,动态再(zai)结(jie)晶(jing)程度(du)也

随着变(bian)形(xing)温(wen)度的(de)(de)升高(gao)(gao)而不断增大,动态再(zai)结晶(jing)等轴(zhou)晶(jing)粒(li)的(de)(de)体积分数逐(zhu)渐升高(gao)(gao),且(qie)晶(jing)粒(li)尺寸(cun)不断长(zhang)大并趋于(yu)均匀.这(zhei)是因为变(bian)形(xing)温(wen)度的(de)(de)升高(gao)(gao)能(neng)够(gou)促进(jin)动态再(zai)结晶(jing)的(de)(de)均匀发生[17],有利(li)于(yu)片层状(zhuang)/长(zhang)针状(zhuang)δ相的(de)(de)溶解,所以δ相含量减少.

2.4 应变速(su)率对显微组(zu)织的影响

由图6可知,在980℃、不(bu)同应(ying)(ying)变(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)下压缩变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)后(hou),GH4169合金的(de)(de)显(xian)微组(zu)(zu)(zu)织相(xiang)(xiang)似,都存在由再(zai)(zai)结晶(jing)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)等轴晶(jing)粒,绝大多数片(pian)层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)(xiang)明(ming)显(xian)弯曲、扭折(zhe)或破碎,发生(sheng)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)断(duan)裂和溶解(jie)断(duan)裂,沿外(wai)加载荷(he)方向出现明(ming)显(xian)的(de)(de)条带状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)组(zu)(zu)(zu)织.但在低应(ying)(ying)变(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)下变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)后(hou)的(de)(de)显(xian)微组(zu)(zu)(zu)织中,未断(duan)裂的(de)(de)片(pian)层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)(liang)比高(gao)应(ying)(ying)变(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)下的(de)(de)少,且球状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)(liang)更多,组(zu)(zu)(zu)织更加均匀(yun),说明(ming)低的(de)(de)应(ying)(ying)变(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)有(you)利于良好(hao)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)组(zu)(zu)(zu)织的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng).这是(shi)因(yin)为在高(gao)温变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)时,低应(ying)(ying)变(bian)(bian)速(su)率(lv)(lv)能(neng)够延长(zhang)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)过程,使位错交(jiao)滑移和扩散攀移过程能(neng)够充分进行[17],这有(you)利于动态再(zai)(zai)结晶(jing)的(de)(de)进行和片(pian)层(ceng)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长(zhang)针状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相(xiang)(xiang)的(de)(de)分解(jie)与球化,从而形(xing)(xing)(xing)成(cheng)均匀(yun)

的变形组织(zhi).

图6 在980 ℃、不同应变速率下压缩至应变量为70%后GH4169合金的显微组织

图6 在980 ℃、不同应变速率下(xia)压缩至(zhi)应变量为70%后GH4169合金(jin)的(de)显微组织(zhi)

Fig.6 MicrostructuresofGH4169alloyaftercompressionforstrainof70% at980 ℃ anddifferentstrainrates

3 结 论

(1)经DP处理(li)后(hou)GH4169合金的(de)显微组织中分布有(you)大(da)量片层状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长针(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)和颗粒状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/短棒状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相,在(zai)高温压(ya)缩(suo)变形过(guo)程中由于变形断裂(lie)和溶解断裂(lie)的(de)综合作用(yong),片层状(zhuang)(zhuang)(zhuang)/长针(zhen)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)δ相发生弯(wan)曲、扭折(zhe)直至球化.

(2)随着变形温度的升高或应变速率的降低,

经DP处理的GH4169合金(jin)中δ相含(han)量逐渐减少,

合金动态再(zai)结晶(jing)晶(jing)粒尺(chi)寸和动态再(zai)结晶(jing)体(ti)积分数逐渐增大.

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