【正文】 合技術(shù)條件要求，證明在生產(chǎn)中采用 950℃作為固溶處理的溫度是可行的。?顆粒預(yù)計(jì)將長成取向近似垂直于失配的長主軸的平板 [14]。具有四方錯(cuò)配應(yīng)變的39。 39。39。因此，39。39。/共沉淀是一個(gè)積極有利的過程。通過一系列實(shí)驗(yàn)及三維有限元模擬研究得出如下結(jié)論：在暴露在 750℃中的 Inconel706 中的沉淀物個(gè)體合并為39。 39。從而為 GH706 合金的工程應(yīng)用提供技術(shù)支持。 對(duì)等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)所得試樣進(jìn)行金相處理，分析溫度及變形速率對(duì) GH706 合金顯微組織的影響，并進(jìn)行空燒實(shí)驗(yàn)，研究 GH706 合金加熱過程中的晶粒長大規(guī)律。因此，在航空領(lǐng)域中， GH706 合金主要用于機(jī)匣的制造。另外，該合金的使用溫度可達(dá) 700℃，而且在較寬的溫度及介質(zhì)范圍內(nèi)具有良好的抗氧化、耐腐蝕的能力，因此具有很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義 [12]。 研究背景及意義 GH706 合金是在 IN718 合金基礎(chǔ)上，為了改善機(jī)加工性能而發(fā)展起來的一種沉淀強(qiáng)化型鐵鎳基高溫合金，與 IN718 合金相比， GH706 合金不含 Mo，降低了 Ni， Cr， Nb 含量，增加了 Ti， Fe 含量，由此該合金的切削性能得到改善，并超過了 IN718 合金與其它鎳基和鐵基高溫合金。 39。另一種工藝是提高高溫性能和蠕變性能的工藝，它包括： 980℃ /1h， AC+843℃ /3h， AC+718℃ /8h， FC (55℃ /h)至 621℃ /8h， AC。 39。一種是提高室溫強(qiáng)度和延伸率的工藝，包括： 980℃ /1h， AC+718℃ /8h， FC( 55℃ /h)至 620℃ / 8h， AC。最后一火的熱變形量應(yīng)大于臨界變形度 (15% )，這可得到細(xì)小均勻的晶粒。由該圖可以看出，在 8501150℃材料具有良好的鍛造性能。 表 14 GH706合金室溫?cái)嗔秧g性 [1] 位置 斷裂韌性 (J) 邊緣 103 1/2 半徑 104 中心 107 GH706 的鍛造 GH706 合金由于合金元素的合理配置，因而具有良好的鍛造性能。試驗(yàn)是在室溫下利用循環(huán)彎曲方法進(jìn)行的。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 圖 11 GH706合金盤狀鍛件不同溫度下的拉伸性能 [1] 圖 12 給出了鍛造態(tài) GH706 合金徑向低周循環(huán)次數(shù)和總應(yīng)變量之間的關(guān)系曲線，其加載應(yīng)變速率為 %s1。還可看出邊緣部分的強(qiáng)度要比中心部位的低些 ，而拉伸塑性和沖擊吸收功則高些，但不是特別明顯，這可能與變形程度不均勻所造成的晶粒度不均勻有關(guān)。圖 11 給出了在不同溫度下的力學(xué)性能的變化情況。 表 12 GH706合金及其它高溫合金的最低性能 [1] 材料 .MPa . MPa δ % φ % 持久強(qiáng)度MPa， 650℃ 持久壽命h 持久塑性 % GH706 1167 892 12 15 686 23 4 IN718(a) 1264 1029 12 15 686 23 4 Incoloy 901(b) 1029 686 12 15 548 23 5 A286(c) 892 588 15 18 450 23 15 由于 GH706 合金主要用于制造大尺寸部件，因此有人測(cè)試了直徑為 600mm 的鍛件的力學(xué)性能。從該表可以看出， GH706 的性能高于 A286 和 Incololy901，而與 IN718 合金相近。但如果是完全固溶態(tài) , 則它有可能分布在晶界上。不論合金能量狀態(tài)如何， ? 相總是在晶界以球狀或長軸平行于晶 界的片狀析出。其基本成分為 Ni3 (Nb， Al)。如果在 1120℃固溶處理則只有在晶內(nèi)才會(huì)有 ? 相析出，如果在 980℃固溶處理則在晶界和晶內(nèi)都會(huì)有 ? 相析出。39。只有當(dāng) 39?；境煞譃?Ni3 (Ti， Nb )， 其析出溫度范圍 是 760~ 950℃。它也是一種有效的強(qiáng)化相。基本成分為 Ni3Nb，最佳的析出溫度范圍是 760~ 816℃。39。它一般以顆粒狀形式存在于基體中。 )。 39。39。 GH706 合金的相組成 與 IN718 合金相似， GH706 合金也是通過具有 A3B 型結(jié)構(gòu)共格彌散出的 39。另外，降低 O、 N 含量也會(huì)限制氧化物和氮化物雜質(zhì)團(tuán)的形成。 O、 N 元素：它們直接影響著合金中白點(diǎn)的形成，因?yàn)榘c(diǎn)是 Nb、 Ti 的貧化區(qū)，而這些區(qū)域總是富集了大量的 O、 N 元素。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng) C 含量從 0. 03%降至 wt%時(shí)，夏比沖擊韌性值會(huì)增大。為此應(yīng)控制 Si 含量在 %以下，這會(huì)有效地阻止 laves 相的形成。試驗(yàn)證明， 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 A l 含量在 ~ %范圍內(nèi)，對(duì) IN706 合金是合適的。? 結(jié)構(gòu)就成為析出相的主要結(jié)構(gòu)，在這種情況下， 39。? 相強(qiáng)些，而且沉淀時(shí)臨界質(zhì)點(diǎn)尺寸小，所以室溫強(qiáng)度高。?表示。? 結(jié)構(gòu)為體心四方，通常用 39。? 相的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在 IN706合金中， A l 含量比 IN718 減少了 %左右，其目的是提高機(jī)械加工性能和焊接性能。 Al 元素：它是 Ni3 (Al、 T i、 N b)相 (也稱為 39。為此， (Ti+Nb)總量應(yīng)控制在 %左右，并且 Ti/Nb 比值為 左右，這樣可獲得較好的綜合性能。試驗(yàn)表明，必須恰當(dāng)?shù)乜刂?(Ti+Nb)含量及 Ti / Nb 的比值 。為此需要對(duì)合金成分進(jìn)行研究 [1]。與 IN718 合金相比，其 Nb、 Ni 含量有所降低。 自 70 年代該合金創(chuàng)立以來，其成分變化很小，表 11 給出了該合金的標(biāo)準(zhǔn)成分范圍。 GH706 合金的合金元素 GH706 合金是為了滿足高溫下工作的大斷面零件的需要，在 IN718 合金（國內(nèi)牌號(hào)為 GH4169）的基礎(chǔ)上，通過回歸分析估算了合 金元素與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，用相分計(jì)算法計(jì)算了電子空位數(shù)，確定相的穩(wěn)定性，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)而發(fā)展起來的。它具有合理的化學(xué)配比、冶金缺陷少、成分偏析低、加工性能優(yōu)異、成本低廉等特點(diǎn)，因而用它能夠生產(chǎn) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 出大尺寸的高溫合金產(chǎn)品以滿足重工業(yè)的需要 [1]。過量的 Nb 將導(dǎo)致 Laves 相析出，對(duì)合金性能產(chǎn)生不良影響。? 相強(qiáng)化元素。但對(duì) 39。鉬還可以細(xì)化奧氏體晶粒，當(dāng)鉬含量在 6%7%時(shí)，晶粒度為 45 級(jí)，當(dāng)鉬含量在 8%9%時(shí)，晶粒度為 78 級(jí)。? 相，改變 ? 基體與 39。鉬 的加入可形成大量細(xì)小彌散的 M6C 碳化物，直徑在 150nm左右，起強(qiáng)化作用。 Mo 原子大多溶解于 ? 基體，在 39。 W 還可促進(jìn) M6C 和 ? 相的生成，影響合金的力學(xué)性能。? 相之間的分配，可以改變 ? 和 39。隨著 W 含量的增加， W 原子將進(jìn)入 39。 W 的原子半徑比鈷和鐵的原子半徑大 10%13%，在 ? 基體中產(chǎn)生明顯的晶格膨脹，形成較大的長程應(yīng)力場(chǎng)，阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，明顯提高合金的屈服強(qiáng)度。 （ 2）鎢 在鎳基高溫合金中， W 溶解于 ? 基體和 39。 Cr 還能與 C 形成一系列具有沉淀強(qiáng)化作用的碳化物 M3C2和 M23C6。 Cr在 ? 基體中產(chǎn)生晶格畸變，是彈性應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)化， ? 固溶體強(qiáng)度得到提高。? 相強(qiáng)化的鎳基和鐵基高溫合金中，大部分 Cr 溶解于 ? 固溶體，約 10%進(jìn)入 39。主要合金元素有： （ 1） 鉻 幾乎所有的高溫合金中都含有金屬元素鉻。 按合金的使用特性分類 按使用特性，高溫合金可分為抗熱腐蝕高溫合金、低膨脹高溫合金和高屈服強(qiáng)度高溫合金。 xNiNb? ? 均勻彌撒析出， 39。 3( , )Ni Al Ti? ? 或 39。沉淀強(qiáng)化高溫合金一般采用固溶時(shí)效處理。固溶強(qiáng)化高溫合金通過固溶處理，是 39。 按合金強(qiáng)化類型分類 高溫合金鍛件的熱處理通常為零件的最 終熱處理，其主要熱處理方式為固溶和時(shí)效。 粉末高溫合金是將高合金化的難變形高溫合金，通過氣體霧化等方法制成高溫合金粉末，然后用熱等靜壓（ HIP）或熱擠壓將粉末制成棒材，最后制成零件。 鑄造高溫合金是將母合金真空重熔直接澆注成零件的一類高溫合金。 按合金成形方式分類 按合金成形方式，高溫合金可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫合金。 鈷基高溫合金以高合金化的鈷基奧氏體為基體。鎳基高溫合金是應(yīng)用最廣泛的高溫合金，比鐵基高溫 合金的工作溫度高，組織穩(wěn)定，有害相少，抗氧化抗腐蝕能力強(qiáng)。??? 強(qiáng)化相的總量在 20%以下。 39。因組織穩(wěn)定性的限制，其 Al+Ti+Nb 的總量在7%以下， 39。主要分類方法有： 按合金基體元素分類 按合金基體元素不同，高溫合金可以分為：鐵基、鎳基 、鈷基高溫合金。高溫合金具有較高的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能及疲勞性能、斷裂韌性、塑性等，在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性 [8]。其優(yōu)良的綜合性能是高溫合金的研制和生產(chǎn)被認(rèn)為是一個(gè)國家金屬材料發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一 [6]。從某種意義上說，沒有高溫合金就沒有先進(jìn)的航空工業(yè) [5]。高溫合金還用于機(jī)匣、環(huán)、加力燃燒室和尾噴口等部件。英 國、美國、蘇聯(lián)、中國均已自成高溫合金系列 [2]。從 40 年代初期用于 Whittle 發(fā)動(dòng)機(jī)的 Nimonie75 合金出現(xiàn)以來，高溫合金以每年提高 10℃的速度得到迅速發(fā)展。在空燒實(shí)驗(yàn)中，隨著溫度的升高，試樣的晶粒尺寸增大，試樣晶粒長大現(xiàn)象更明顯。通過驗(yàn)證，所得到的本構(gòu)關(guān)系可以用來描述 GH706 合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。在溫度一定時(shí)，隨著應(yīng)變速率增大，流動(dòng)應(yīng)力 應(yīng)變曲線上移，流動(dòng)應(yīng)力顯著增加，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的應(yīng)變速率敏感性。對(duì)經(jīng)過熱模擬壓縮試驗(yàn)及空燒試驗(yàn)后的試樣進(jìn)行預(yù)磨，粗磨，細(xì)磨，拋光，腐蝕后，進(jìn)行金相分析，觀察溫度及應(yīng)變速率對(duì) GH706 合金棒材的微觀組織的影響規(guī)律。另外，該合金在 700℃具有較高的強(qiáng)度，而且在較寬的溫度及介質(zhì)范圍內(nèi)具有良好的抗氧化、耐腐蝕的能力，因此具有很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義 [1]。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 提供全套畢業(yè)論文，歡迎咨詢 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 GH706 合金熱變形特性及加熱過程中的晶粒長大 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時(shí)間 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 摘要 GH706 合金是一種沉淀強(qiáng)化的 NiFeCr 基合金。它具有合理的化學(xué)配比、冶金缺陷少、成分偏 析低、加工性能優(yōu)異、成本低廉等特點(diǎn)，因而用它能夠生產(chǎn)出大尺寸的高溫合金產(chǎn)品以滿足重工業(yè)的需要。 本文采用 Gleeble3500 進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn)，以研究 GH706 合金在 9901100℃溫度范圍內(nèi)和應(yīng)變速率在 ，并系統(tǒng)研究了熱力參數(shù)（等效應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度）對(duì) GH706 合金流動(dòng)應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系的影響，建立 GH706 合金棒材的本構(gòu)關(guān)系 。 通過等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn)及空燒實(shí)驗(yàn)，本論文得出如下結(jié)論： 隨著溫度的增加，流動(dòng)應(yīng)力 應(yīng)變曲線下移，即流動(dòng)應(yīng)力逐漸降低。 利用流動(dòng)應(yīng)力 應(yīng)變曲線建立 GH706 合金熱模擬壓縮變形時(shí)的本構(gòu)關(guān)系為： 14 4. 5381. 11 10 [ sinh( 058 ) ] e xp[ 389 .46 2 / ]RT??? ? ?。 在等溫恒應(yīng)變速率壓縮實(shí)驗(yàn)過程中，隨著溫度的升高，試樣的晶粒尺寸增大，隨變形速率增大，晶粒尺寸減小。 關(guān)鍵詞 ： GH706 合金，本構(gòu)關(guān)系，微觀組織 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III ABSTRACT GH706 alloy is a precipitation strengthening NiFeCr based alloy. It has a reasonable stoichiometry, metallurgy fewer defects, segregation, low processing performance and low cost characteristics, and thus it can produce largesize hightemperature alloy products to meet the need