冷變形GH3625合金管材中間退火過程中的組織演變
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GH3625合金是在Ni-Cr合金中添加以Nb、Mo為主要固溶強(qiáng)化元素而發(fā)展來的。該合金具有優(yōu)良的耐腐蝕、抗氧化性能以及良好的力學(xué)性能,其合金管材主要應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、核動(dòng)力設(shè)備和宇航發(fā)動(dòng)…
GH3625合金是在Ni-Cr合金中添加以Nb、Mo為主要固溶強(qiáng)化元素而發(fā)展來的。該合金具有優(yōu)良的耐腐蝕、抗氧化性能以及良好的力學(xué)性能,其合金管材主要應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、核動(dòng)力設(shè)備和宇航發(fā)動(dòng)力等領(lǐng)域,是航空、航天、核能、石油及化工領(lǐng)域關(guān)鍵零件的制造材料。
由于625合金的合金化程度高,熱加工范圍窄,其合金成品管材一般通過熱擠壓荒管經(jīng)多道次冷軋/冷拔及熱處理生產(chǎn),冷加工及中間退火工藝決定了成品管材的組織及性能。該合金作為過熱器管和氨裂解爐管應(yīng)用于合成氨廠和化學(xué)工廠,其部件在450~700℃溫度范圍內(nèi)服役,預(yù)期壽命約104h,這就要求合金具有較高的高溫持久強(qiáng)度以及耐腐蝕性能,晶粒尺寸均勻,以免局部性能不均勻而導(dǎo)致使用過程中提前失效。目前對(duì)于該合金的研究主要集中在熱變形過程中組織演變、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及成形工藝等方面,而在冷加工及中間退火處理方面的研究較少。因此,研究人員通過金相分析和理論計(jì)算等方法,研究該合金管材冷變形及中間退火過程中的組織演變規(guī)律,控制晶粒尺寸的大小及其均勻性具有重要意義。
實(shí)驗(yàn)材料為GH3625熱擠壓荒管,荒管尺寸為Φ159mm×18mm。為了研究625合金管材冷變形及中間退火過程中合金的組織演變規(guī)律,從荒管上切取試樣,經(jīng)1150℃/1h/AC固溶處理后機(jī)加工成Φ6mm×9mm圓柱試樣,在應(yīng)變速率為10-1s-1條件下進(jìn)行變形量為35%、50%、65%的室溫壓縮,隨后進(jìn)行中間退火,退火溫度為1080、1100和1120℃,保溫時(shí)間為5、10和15min,加熱完成后空冷。試驗(yàn)結(jié)果如下:
(1)隨著冷變形量的增加,晶粒變形程度加大,晶粒平均尺寸減小,組織均勻性逐漸變好;GH3625合金管材的硬度隨著變形量的增大顯著增加,特別是冷變形量0~50%的階段更為明顯。
(2)冷變形量和退火溫度是影響再結(jié)晶退火后晶粒大小的主要因素。一般來說,冷變形量越大,則晶粒越細(xì);退火溫度越高,則晶粒越粗大;GH3625合金管材在1120℃/15min/AC下進(jìn)行退火處理,組織為均勻細(xì)小的完全再結(jié)晶晶粒,是適宜的中間退火工藝。
(3)確定了GH3625合金管材再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大模型,并對(duì)該模型進(jìn)行驗(yàn)證,得出該模型模擬值與實(shí)測(cè)值吻合得很好。
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