粉末特性對鎳基粉末冶金高溫合金組織及熱變形行為的影響
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分別采用氬氣霧化(Argonatomization,AA)和等離子旋轉電極(Plasmarotatingelectrodeprocess,PREP)兩種方法制備具有不同特性的鎳基高溫合金粉末,然后在相同條件下對兩種粉末進行熱等靜壓制備…
分別采用氬氣霧化(Argonatomization,AA)和等離子旋轉電極(Plasmarotatingelectrodeprocess,PREP)兩種方法制備具有不同特性的鎳基高溫合金粉末,然后在相同條件下對兩種粉末進行熱等靜壓制備成塊體材料(A-HIP及P-HIP)。分別對粉末和塊體材料進行顯微組織分析和形貌表征,并對熱等靜壓材料在溫度為1000~1100℃下、應變速率為0.01~1.0s-1下進行熱壓縮實驗,利用采集的應力、應變參數,通過迭代和線性回歸的方法計算熱激活能并構建本構方程,并利用所建立的本構方程預測合金在不同應變下的應力。
結果表明:PREP粉末表面潔凈度、球形度和粒徑均勻度要比AA粉末的好,其表面氧含量也相對較低,僅為0.0079%,而AA粉末中氧含量為0.0139%(質量分數);相比P-HIP,A-HIP中分布著較多的原始顆粒邊界和孔洞,原始顆粒邊界的主要組成是大尺寸的γ′相和碳氧化物顆粒;A-HIP的平均晶粒尺寸為8.59μm,P-HIP的平均晶粒尺寸為12.54μm;A-HIP的強化相γ′的體積分數(43.91%)與P-HIP的強化相γ′體積分數(43.65%)基本相等。兩種材料的激活能分別為1012.9kJ/mol和757.1kJ/mol,并采用雙曲正弦Arrhenius模型構建不同應變下的本構方程并預測不同變形條件下的真應力,其與實驗值間的絕對誤差分別為6.46%和4.87%。A-HIP在壓縮過程出現宏觀裂紋,原始顆粒邊界是壓縮裂紋產生主要因素之一,且裂紋沿原始顆粒邊界進行擴展。
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