[发明专利]GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法

说明书

本发明GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法涉及高温合金锻造技术领域，具体涉及GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法，包括以下步骤：采用GH4169合金试样在锻压设备的上进行近等温锻压缩实验；对近等温锻压缩实验过程进行有限元模拟，获得试样纵截面上的锻造热力参数；选取7~10个金相观测点并确定观测点的晶粒度；根据有限元计算结果，确定金相观测点的锻造热力参数值；根据上述第三步和第四步得到的晶粒度和锻造热力参数值，绘制晶粒度与锻造热力参数关系的等值线图。本发明其微观组织测试结果更接近实际生产情况，且可通过单次压缩实验获得多热力参数组合条件下的实验数据；本发明所得结果能够准确、直接地预测GH4169合金锻件晶粒度。

技术领域

本发明涉及高温合金锻造技术领域，具体涉及GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法。

背景技术

GH4169合金是一种以Ni-Cr-Fe为基体的时效硬化型镍基高温合金，主要析出相有γ″相、γ′相及δ相。体心四方结构的γ＂相化学式为Ni3Nb为主要强化相, 面心立方结构的γ＇化学式为Ni3AlTi为辅助强化相， 合金中的亚稳共格相γ＂相极易在其制造及服役过程中转变为正交非共格相δ相化学式为Ni3Nb，是γ＂相的平衡相. 与一般用面心立方Ni3(Al,Ti)(γ′相)进行沉淀强化的高温合金不同, GH4169合金中沉淀相和基体之间共格畸变较大, 使得该合金从深冷-253℃至650℃很宽温度范围内的组织性能均保持稳定, 从而成为深冷条件和高温条件下用途极广的高温合金之一。由于GH4169合金固溶热处理温度低于静态再结晶温度，使其在固溶热处理时无法进行静态再结晶，也就是说GH4169合金锻件的晶粒度主要取决于锻造过程，而在随后的热处理与零件加工制造过程中不会改变。因此，建立准确的GH4169合金晶粒度与锻造成形过程热力参数之间的关系，对精确分析和预测GH4169合金锻件晶粒度具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种采用亚尺寸试样进行近等温锻压缩实验方法，与单一热力参数组合的小试样等温恒应变速率压缩实验相比，其微观组织测试结果更接近实际生产情况，且可通过单次压缩实验获得多热力参数组合条件下的实验数据；基于此，本发明提供基于亚尺寸双锥压缩实验的GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法，所得结果能够准确、直接地预测GH4169合金锻件晶粒度。

本发明GH4169合金锻件晶粒度与锻造热力参数关系的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，采用GH4169合金亚尺寸双锥试样置于锻压设备的上下砧板之间，进行近等温锻压缩实验；

第二步，对GH4169合金亚尺寸双锥试样近等温锻压缩实验过程进行有限元模拟，获得试样纵截面内的锻造热力参数，该锻造热力参数包括温度和等效应变数据；

第三步，将压缩实验得到的圆饼试样沿纵截面剖开，于径向中心线上选取7~10个金相观测点并确定观测点的晶粒度，观测点位置根据第二步中得到的试样纵截面内径向中心线上等效应变数据的数值大小以等梯度原则确定；

第四步，根据第二步所得到的有限元计算结果，确定金相观测点的锻造热力参数值；

第五步，根据上述第三步和第四步得到的晶粒度和锻造热力参数值，绘制晶粒度与锻造热力参数关系的等值线图。

优选地，采用亚尺寸双锥试样近等温锻压缩实验获得不同热力参数下GH4169合金晶粒度的实验数据。

优选地，亚尺寸双锥试样的中径尺寸应不小于40mm。

优选地，近等温锻压缩实验中试样加热温度范围为900~1040℃。

优选地，近等温锻压缩实验中上下砧板的加热温度为900℃。

优选地，近等温压缩后的双锥试样纵截面内的锻造热力参数由有限元数值模拟计算确定。