鎳基超合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與晶粒生長(zhǎng)模型構(gòu)建及其應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、氣閥惡劣的工作條件對(duì)氣閥的力學(xué)性能提出了嚴(yán)苛的要求。當(dāng)材料成分一定時(shí),材料的微觀組織很大程度上決定了材料的力學(xué)性能。因此,對(duì)氣閥材料微觀組織的研究具有極其重要的實(shí)際意義。為此,本文開展了 Nimonic80A鎳基超合金等溫壓縮實(shí)驗(yàn)和晶粒生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究了該合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及晶粒生長(zhǎng)規(guī)律,并建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型和晶粒生長(zhǎng)模型。通過(guò)將計(jì)算的模型與有限元軟件相結(jié)合建立了 Nimonic80A超合金氣閥電鐓工藝的有限元模型,研究了氣閥

2、電鐓工藝過(guò)程的微觀組織演變規(guī)律。本文主要的工作內(nèi)容及得到的主要結(jié)論如下:
  1.分別采用 Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)和 M.MF.03000數(shù)控?cái)?shù)顯熔金爐對(duì)Nimonic80A超合金開展了等溫壓縮實(shí)驗(yàn)和晶粒生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn),為研究Nimonic80A超合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為和晶粒生長(zhǎng)行為提供了實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
  2. Nimonic80A超合金流動(dòng)應(yīng)力隨應(yīng)變速率升高或變形溫度降低而升高。該合金主要的軟化機(jī)制為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。而

3、且,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸隨著溫度升高而升高,隨著應(yīng)變速率升高而降低。通過(guò)計(jì)算得到了Nimonic80A超合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型、體積分?jǐn)?shù)模型和晶粒尺寸模型。
  3.在高溫狀態(tài)下Nimonic80A超合金晶粒會(huì)發(fā)生不同程度的生長(zhǎng)。在溫度一定時(shí),晶粒尺寸隨保溫時(shí)間的增加而增加,但晶粒生長(zhǎng)的速度有所降低;在保溫時(shí)間一定時(shí),晶粒尺寸隨著溫度升高而增加,且溫度越高晶粒生長(zhǎng)幅度越大。通過(guò)計(jì)算得到了Nimonic80A超

4、合金晶粒生長(zhǎng)模型。
  4.基于有限元分析軟件DEFORM-2D建立了涵蓋Nimonic80A超合金電鐓過(guò)程中宏觀變形和微觀晶粒尺寸的多尺度有限元分析模型。通過(guò)有限元數(shù)值模擬分析了電鐓工藝的變形過(guò)程及微觀組織演變情況并研究了電鐓過(guò)程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒生長(zhǎng)對(duì)晶粒尺寸的影響規(guī)律。結(jié)果表明,具有晶粒粗化作用的晶粒生長(zhǎng)和具有晶粒細(xì)化作用的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在電鐓過(guò)程中同時(shí)存在,共同決定最終的晶粒尺寸,總體上看在電鐓過(guò)程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒細(xì)化作用更加

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