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無錫國勁合金有限公司
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閱讀：452發(fā)布時間：2017-8-26
無錫國勁合金有限公司專業(yè)供應(yīng)高溫、高壓、耐蝕合金無縫管、管件產(chǎn)品。公司產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成為核火電廠、石油、化工、汽車等行業(yè)供應(yīng)商。
347不銹鋼為了獲得不同沉淀硬化相作用的高溫合金在高溫長期時效過程中的組織穩(wěn)定性的對比規(guī)律,對3種應(yīng)用的高溫合金GH4169、GH4169plus、GH4738經(jīng)720℃時效后的顯微組織和硬度變化進行了對比分析。結(jié)果表明,合金的組織穩(wěn)定性與晶界相和彌散強化相有關(guān),晶界碳化物較晶界δ相穩(wěn)定,γ’相較γ″相有更好的穩(wěn)定性,但同為γ’相,組織穩(wěn)定性還與其和基體的錯配度有關(guān)。隨著無錫國勁合金有限公司航天行業(yè)的快速發(fā)展，對GH4169高溫合金試件的使用性能以及尺寸精度的要求越來越高。GH4169合金室溫塑性很好，但是該合金強度、硬度高，冷成形時的變形抗力和彈性恢復(fù)比較大，而采用熱成形的成形方法可以降低變形抗力，減小彈性恢復(fù)，提高成形精度。本文對GH4169高溫合金板材的高溫變形行為、顯微組織演變規(guī)律以及熱成形工藝進行了研究。通過GH4169合金的高溫拉伸試驗，得到了GH4169高溫合金的材料參數(shù)以及本構(gòu)方程，并分析了在不同溫度，不同變形量下的GH4169高溫合金的組織變化情況。討論了GH4169高溫合金板材在不同加熱時間下的晶粒演變規(guī)律，得到了晶粒長大動力學(xué)方程。進行了GH4169高溫合金試件的熱成形過程的有限元模擬，根據(jù)模擬結(jié)果確定了工藝參數(shù)，并進行了熱成形試驗，zui后對試件成形質(zhì)量進行了評價。進行了GH4169高溫合金板材熱拉伸試驗，通過線性回歸的方法得到了GH4169高溫合金在高溫拉伸時應(yīng)變速率以及變形溫度對峰值流動應(yīng)力的影響，lnσp和lnε、σp和lnε、lnsinh(ασp)和lnε以及l(fā)nsinh(ασp)和1000/T之間都呈線性關(guān)系，其中l(wèi)nsinh(ασp)和lnε的平行度，因此選用雙曲正弦模型描述GH4169合金，并得到了其本構(gòu)方程。進行了GH4169高溫合金板材在不同保溫時間的顯微組織分析，可知溫度越高，晶粒的生長速度越快；保溫時間越短，晶粒的生長速度越快，隨著保溫時間的延長，晶粒的生長速度逐漸放緩。對GH4169高溫合金在不同加熱溫度，不同變形量的拉伸顯微組織進行了觀察。在拉伸時，GH4169合金組織的方向性不明顯，隨著溫度的升高晶粒長大，隨著變形量的增加晶粒細化。使用DEFORM3D對GH4169高溫合金熱成形過程進行了有限元模擬，選定了壓下速度為25mm/s，出爐溫度為1020℃。并根據(jù)選定的工藝參數(shù)進行了熱成形試驗，進行了成形件尺寸精度分析。分析成形缺陷，考慮線膨脹系數(shù)的影響對模具的尺寸和相關(guān)的工藝參數(shù)進行了修正，完善熱成形試驗過程，得到了精度和微觀組織符合要求的成形件。
作為鐵-鎳-鉻基高溫合金,GH4169合金因其優(yōu)異的性能和廣泛的用途,在高溫合金用量中占據(jù)重要的位置。熱軋棒材是GH4169合金的主要冶金產(chǎn)品,其生產(chǎn)方式正實現(xiàn)由傳統(tǒng)的橫列式軋制生產(chǎn)向、的熱連軋方式邁進。熱連軋過程中,坯料的加熱溫度、軋制規(guī)程以及軋后的冷卻與固溶方式等因素會直接影響產(chǎn)品的微觀組織與性能。本文以特種合金與高合金鋼熱連軋生產(chǎn)線上GH4169合金圓鋼的熱連軋過程為研究對象,建立了該合金等溫和加熱過程的晶粒長大模型、熱連軋過程的流變應(yīng)力模型、熱連軋過程熱力耦合有限元分析模型、描述合金可加工性的加工圖等,系統(tǒng)地分析了熱連軋過程的加熱、軋制和軋后冷卻工藝。具體內(nèi)容如下：(1)以GH4169合金原始方坯提供的金相組織為前提,基于小試樣在不同溫度、不同保溫時間下獲得金相組織所提供的晶粒尺寸,回歸等溫條件和非等溫條件下的晶粒長大模型,其有效性在實驗范圍和實際生產(chǎn)過程中進行了驗證。(2)以GH4169合金粗化(接近軋制前的組織)后的金相組織為前提,利用圓柱體單軸壓縮實驗獲得不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,回歸和驗證了滿足有限元計算所需要的流變應(yīng)力模型,結(jié)合該合金的動態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶模型確立了熱連軋過程的流變應(yīng)力模型,達到綜合考慮組織軟化的熱力耦合作用的目的。(3)以彈塑性大變形有限元理論為基礎(chǔ),以大型有限元分析軟件ANSYS10.0/LS-DYNA為開發(fā)平臺,綜合考慮熱連軋過程GH4169合金的溫度場模型、流變應(yīng)力模型、組織演變模型和各種初始條件、邊界條件建立該合金圓鋼熱連軋過程的熱力耦合分析模型,該模型的有效性在合金的一個實際軋制過程(初軋開坯過程和熱連軋過程)得到了驗證。(4)選取軋件中間斷面及斷面上的節(jié)點和單元作為分析對象,利用所建立的有限元模型對該斷面在圓鋼熱連軋過程中等效應(yīng)變、等效應(yīng)變速率、等效應(yīng)力、溫度和晶粒尺寸等變量的變化進行數(shù)值模擬。分析了中間方坯初始溫度、初始速度(與各機架軋制速度相匹配)對上述各變量的影響,找出控制熱連軋工藝的關(guān)鍵。(5)根據(jù)圓柱體單軸壓縮實驗獲得的不同溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,基于動態(tài)材料模型理論,制作了用于圓鋼熱連軋過程工藝分析的加工圖,分析了GH4169合金變形過程中的穩(wěn)定性問題,發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度條件以及實現(xiàn)熱連軋的可能性。(6)綜合加工圖與有限元分析的結(jié)果,初步制定GH4169合金的熱連軋工藝如下：隧道式加熱爐的加熱溫度為1050±5℃,加熱的時間控制在2～5min；圓鋼成品道次為第4～6道次時,中間方坯的初始速度控制在0.15～0.35m·s-1之間；圓鋼成品道次為第7～10道次時,中間方坯的初始速度控制在0.15～0.25m·s-1之間；圓鋼成品道次為第11～16道次時,中間方坯的初始速度控制在≤0.15m·s-1。(7)利用圓柱體試樣在熱力模擬實驗機上模擬了三種軋后冷卻和固溶方式(空冷至室溫,然后重新加熱進行固溶處理；水冷至室溫,然后重新加熱進行固溶處理；爐冷至固溶溫度直接進行固溶處理,即在線固溶)對合金晶粒細化效果和δ相析出效果的影響。從實驗角度確定“在線固溶”為無錫國勁合金有限公司的軋后冷卻和熱處理方式。
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