秦子珺
,
刘琛仄
,
王子
,
何国爱
,
刘锋
,
黄岚
,
江亮
中国有色金属学报
采用等离子旋转电极(PREP)法制备高温合金粉末,通过热等静压(HIP)和热挤压(HE)进行固结成型,对制备的粉末及HIP、HE态合金内部和表面显微组织进行表征,探索镍基高温合金原始颗粒边界(PPB)的组成、形成机制及组织演化特征.结果表明:合金在粉末态已发生元素偏析,粉末表层有细小的富Al氧化物颗粒,且颗粒表面有Zr、C、O元素的富集层;合金PPB主要为连续的大尺寸γ'相、MC型碳化物、Al2O3和富Zr的氧化物颗粒;PPB形成机制是在温度场的作用下,碳化物、γ'相和氧化物易于在结合面析出,合金经热挤压后,原始颗粒边界上大的γ'相完全消失,连续的PPB被破碎,形成含MC碳化物和少量氧化物的沿挤压方向竖状排列的小颗粒,此时,合金已完成动态再结晶.
关键词:
镍基高温合金
,
粉末冶金
,
等离子旋转电极制粉
,
热等静压
,
热挤压
,
原始颗粒边界
何国爱
,
杨川
,
刘锋
,
司家勇
,
刘琛仄
,
江亮
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201604015
对热等静压制备的一种新型粉末冶金PM-0002镍基高温合金进行了热挤压处理,然后在1000~1100℃下进行了不同应变速率的热模拟压缩试验,对比分析了热挤压前后合金的显微组织和热变形行为.结果表明:该合金经热挤压后,显微组织中的原始颗粒边界基本被消除,晶粒为细小的等轴晶粒;晶粒尺寸由热挤压前的11.29μm减小到8.32μm,且分布较为集中;在不同温度和应变速率下热压缩时,热挤压后合金的峰值压缩应力略高于热挤压前的;热挤压前后合金的变形激活能分别为1012.9 kJ·mol-1和1146.9 kJ·mol-1.
关键词:
粉末冶金
,
镍基高温合金
,
热挤压
,
显微组织
,
热变形
何国爱
,
丁晗晖
,
刘琛仄
,
刘锋
,
黄岚
,
江亮
中国有色金属学报
分别采用氩气雾化(Argon atomization,AA)和等离子旋转电极(Plasma rotating electrode process,PREP)两种方法制备具有不同特性的镍基高温合金粉末,然后在相同条件下对两种粉末进行热等静压制备成块体材料(A-HIP及P-HIP).分别对粉末和块体材料进行显微组织分析和形貌表征,并对热等静压材料在温度为1000～1100℃下、应变速率为0.01～1.0 s-1下进行热压缩实验,利用采集的应力、应变参数,通过迭代和线性回归的方法计算热激活能并构建本构方程,并利用所建立的本构方程预测合金在不同应变下的应力.结果表明;PREP粉末表面洁净度、球形度和粒径均匀度要比AA粉末的好,其表面氧含量也相对较低,仅为0.0079％,而AA粉末中氧含量为0.0139％(质量分数);相比P-HIP,A-HIP中分布着较多的原始颗粒边界和孔洞,原始颗粒边界的主要组成是大尺寸的γ'相和碳氧化物颗粒;A-HIP的平均晶粒尺寸为8.59tm,P-HIP的平均晶粒尺寸为12.54 μm;A-HIP的强化相γ'的体积分数(43.91％)与P-HIP的强化相γ'体积分数(43.65％)基本相等.两种材料的激活能分别为1012.9kJ/mol和757.1 kJ/mol,并采用双曲正弦Arrhenius模型构建不同应变下的本构方程并预测不同变形条件下的真应力,其与实验值间的绝对误差分别为6.46％和4.87％.A-HIP在压缩过程出现宏观裂纹,原始颗粒边界是压缩裂纹产生主要因素之一,且裂纹沿原始颗粒边界进行扩展.
关键词:
镍基粉末冶金高温合金
,
氩气雾化制粉
,
旋转电极制粉
,
热等静压
,
热模拟
,
热变形激活能
,
本构方程
