難變形鎳基高溫合金GH4720Li（化學成分）的超塑性變形行為
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-12-21
GH4720Li合金是在Udimet720合金（國內牌號GH4720）的基礎上發展而來的，其合金化程度非常高，主要強化相γ'相在服役狀態下高達40%～50%，居變形高溫合金之首，屬于典型的難變形高溫合金。
?GH4720Li合金是在Udimet720合金（國內牌號GH4720）的基礎上發展而來的，其合金化程度非常高，主要強化相γ'相在服役狀態下高達40%～50%，居變形高溫合金之首，屬于典型的難變形高溫合金。因此，對GH4720Li合金熱變形行為的研究，一直是學術界和工程界研究的熱點。
超塑性成形具有塑性高、變形抗力小、可一次精密成形、成形零件質量好等優點，已在多種高溫合金中得到應用。借助超塑成形工藝實現難變形高溫合金的易成型能力，越來越受到重視。GH4720Li合金在初始晶粒組織均勻、晶粒度不粗于ASTM?10級時，具備細晶超塑性條件。因此，研究人員利用等溫熱壓縮的實驗手段研究初始均勻細晶組織超塑性變形行為，依據應變速率敏感因子m值確定超塑性變形范圍，并分析等溫熱變形過程中的組織演變規律，為改善GH4720Li難變形鎳基高溫合金的熱加工性和解決該合金組織控制關鍵技術等難題提供依據。
實驗用GH4720Li鎳基高溫合金采用真空感應+真空自耗（VIM+VAR）雙聯工藝冶煉而成，其化學成分（質量百分數，%）：C0.018，Cr16.01，Co14.9，Ti5.15，Al2.64，B0.015，W1.28，Mo2.98，Zr0.025，Ni余量。該合金鑄錠首先經均勻化擴散退火，然后經多火次鍛造開坯制成棒材。利用場發射掃描電鏡（FESEM），確定該棒材組織的初始晶粒度為ASTM?10級。然后，從該棒材上切取Φ8mm×12mm的熱模擬壓縮試樣。熱壓縮實驗中為保證變形均勻，在試樣兩端加高溫玻璃潤滑劑以減少摩擦對應力狀態的影響，同時在試樣表面焊上熱電偶以補償試樣表面溫度的變化，熱壓縮實驗后立即水冷以保留變形組織。
對GH4720Li合金樣品進行不同變形溫度、應變速率和變形量條件下的熱壓縮模擬實驗。采用形變溫度為1040、1070、1100?和1130℃，應變速率為10－4、5×10－4、10－3和5×10－3s－1及工程變形量50%的變形條件。GH4720Li合金試樣經熱壓縮后，利用光學顯微鏡（OM）和FESEM?分別對晶粒和γ'相進行組織研究。試驗結果表明：
（1）均勻細晶GH4720Li合金在1040～1130℃、0.0001～0.005s－1變形區間內，應變速率敏感因子m值隨變形溫度升高和變形量增加而降低；
（2）1040～1100℃、10－4～5×10－3s－1條件下，該細晶合金具有超塑變形的能力，而1130℃時，無論應變速率如何，該合金已經不具備超塑性變形的能力；
（3）均勻細晶合金在較高變形溫度下最佳超塑性變形所對應的應變速率較高，低溫變形時最佳超塑性變形發生需要更低的應變速率。
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