均勻化處理對鑄態(tài)Incoloy800合金高溫變形特性的影響

  Incoloy800是一種固溶強(qiáng)化的奧氏體合金,具有高蠕變斷裂強(qiáng)度、良好的高溫力學(xué)性能和抗腐蝕能力,被廣泛用于核電、石油化工等設(shè)備的關(guān)鍵部件。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求,大部分鑄態(tài)的奧氏體合金都要通過熱軋、熱鍛壓等熱加工工藝得到所要求的產(chǎn)品。而在熱變形加工過程中,這種合金容易出現(xiàn)表面缺陷,甚至裂紋。工程中通常通過調(diào)整熱變形前的加熱溫度和保溫時(shí)間來防止缺陷的產(chǎn)生。從生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)上看,加熱溫度和保溫時(shí)間對裂紋的產(chǎn)生有較大影響。以往研究主要集中在均勻化處理對組織及第二相的影響,而均勻化處理對材料力學(xué)特性的影響需進(jìn)一步的認(rèn)識。研究人員通過對800合金進(jìn)行高溫壓縮實(shí)驗(yàn),研究均勻化處理對800合金高溫變形特性的影響。

  采用真空感應(yīng)爐熔煉,通過澆注生產(chǎn)出Φ80mm×300mm的Incoloy800鑄錠,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為Fe41.2,Ni31.5,Cr21.1,Mn1.30,C0.06,Ti0.3,Al0.26,Cu0.60,Si0.95。在鑄錠上截取Φ8mm×12mm的試樣,試樣的高度方向平行于鑄錠的直徑方向,并對其中一部分經(jīng)均勻化處理的試樣進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn)。均勻化處理規(guī)范為1250℃保溫2h,然后隨爐冷卻。

  在Thermorester-W熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)上,對原始試樣和經(jīng)均勻化處理的試樣進(jìn)行單軸熱壓縮試驗(yàn),采用玻璃粉作為潤滑劑。變形溫度950~1200℃,溫度間隔50℃,試樣以10℃/s的速度加熱到預(yù)設(shè)的變形溫度,并在此溫度下保溫120s,然后以0.1s-1的應(yīng)變速率進(jìn)行壓縮變形,最大真應(yīng)變?yōu)?.5。熱變形結(jié)束后,采用線切割方法將變形后的試樣沿軸向?qū)ΨQ剖開,經(jīng)腐蝕后觀察金相試樣微觀組織。試驗(yàn)結(jié)果如下:

 ?。?)通過1250℃保溫2h的均勻化處理,降低了800合金的高溫屈服應(yīng)力,并且隨變形溫度的升高降低的幅度逐漸減小。

 ?。?)高溫變形試樣均未發(fā)生再結(jié)晶,均勻化處理對高溫流變過程沒有影響。

  (3)均勻化處理改變了800合金晶界處碳化物的形貌,碳化物由致密層片變?yōu)椴贿B續(xù)顆粒。與層片狀碳化物相比較,顆粒狀碳化物導(dǎo)致高溫變形過程形成低密度位錯(cuò),降低了合金高溫變形抗力,引起高溫屈服強(qiáng)度下降。