Nimonic80A它是一種鎳基高溫合金，廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)葉片等高溫部件。在高溫下具有良好的抗螨性、耐久性和抗氧化性。材料的高溫抗蠕變性能與材料的粒度有關(guān)，大粒度有利于高溫蠕變性能，小粒度高溫抗蠕變性能差；對于復(fù)雜的粒度組織，粒度越復(fù)雜，材料的抗蠕變性能越好，但一些文獻(xiàn)指出，項(xiàng)鏈結(jié)構(gòu)具有小粒子和大粒子的強(qiáng)度。

Nimonic80A動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生在鍛造和其他熱變形過程中。許多研究表明，它傾向于在原始晶體邊界處形核。隨著變形的增加，再結(jié)晶晶粒會逐漸增加，在原始晶體邊界形成項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)，最原始大晶粒被小再結(jié)晶晶粒取代，形成均勻的小晶粒。因此，它可以起到細(xì)化晶粒度的作用。DRX除了與材料的化學(xué)成分有關(guān)外，到原始晶粒度、變形溫度、變形量和變形率的影響。因此，可以通過控制熱變形條件，即鍛造工藝來控制DRX為了控制材料的晶粒結(jié)構(gòu)。相關(guān)文獻(xiàn)提到了晶粒度與熱變形過程之間的關(guān)系。本文的目的是研究變形溫度和變形量在相同變形率條件下對晶粒結(jié)構(gòu)的影響，獲得動態(tài)再結(jié)晶開始和完成的臨界條件，從而控制熱變形過程中的晶粒結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)中使用的原料晶粒度為30μm均勻的組織。為了使晶粒生長，原料首先通過1150C，30min熱處理，淬火，然后1065C,8h實(shí)現(xiàn)固溶強(qiáng)化的熱處理。熱變形前的原始組織為170粒度μm均勻組織。

Nimonic80A的化學(xué)成分(wt%)為

C:0.04-0.10，

Cr:18.0-21.0，

Ti:1.80-2.70，

Al:1.00-1.80，

Co:≤1.00,

Ti+Al:≥3.50,

剩余為Ni.用于熱壓縮的材料直徑為10μm，高為15μm圓柱形棒。熱變形實(shí)驗(yàn)是在Gleeble3500模擬機(jī)上，變形溫度為1萬C-1150心，真實(shí)變形量為0.22-1.6.--系列熱變形試驗(yàn)完成后，樣品沿中心線的縱截面采用光學(xué)顯微鏡觀察。觀察前樣品機(jī)械拋光，然后用腐蝕液腐蝕。

不同變形量對組織的影響

圖1顯示變形溫度為1050C當(dāng)組織隨真實(shí)應(yīng)變量變化時(shí)。(a)變形量為0.22時(shí)，再結(jié)晶晶粒出現(xiàn)在原大晶粒的晶界處，再結(jié)晶晶粒度(dpex)為25μm,形成項(xiàng)鏈結(jié)構(gòu)(b),圖1(C)表明，隨著變形量的增加，由于動態(tài)再結(jié)晶的持續(xù)進(jìn)行，再結(jié)晶晶粒逐漸增加，再結(jié)晶體積含量逐漸增加，再結(jié)晶晶粒度隨變形量的增加而減少，變形量為0.30和0.在60條件下，分別是18μm和11μm。至圖1(d),變形量為0.92時(shí)，原大晶粒消失，成為均勻細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)，動態(tài)再結(jié)晶完成，平均晶粒度為9.9μm，再結(jié)晶晶粒度小于其他較小的變形條件。

總結(jié)演變規(guī)律

Nimonic80A如圖3所示，晶粒結(jié)構(gòu)隨變形量溫度的變化規(guī)律，如圖3所示。方形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶尚未開始，組織為原始大晶粒：圓形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶已開始，但尚未完成，組織為項(xiàng)鏈結(jié)構(gòu)，顯示復(fù)雜的晶粒分布：三角形區(qū)域代表動態(tài)再結(jié)晶已完成，組織為均勻的小晶粒。圖3顯示，變形溫度越高，動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形越低；變形溫度高，變形量大，組織更均勻。對于Nimonic80A對于這種低層錯能金屬，在熱變形過程中更容易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。由于高變形溫度有利于加速原子擴(kuò)散和位錯攀爬，因此增加變形溫度可以加速恢復(fù)過程，從而減少再結(jié)晶開始的臨界流變應(yīng)力。同時(shí)，由于高溫有利于晶界遷移，在1000C在上述變形溫度下，動態(tài)再結(jié)晶機(jī)制主要采用原晶界弓形核），因此在其他條件相同時(shí)，變形溫度較高DRX形核率較高，有利于晶界再結(jié)晶晶粒層層堆積.取代原始大晶粒，形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。同時(shí)，再結(jié)晶晶粒的生長速度越高，再結(jié)晶晶粒的生長速度越大。在相同的變形溫度下，隨著變形量的增加，再結(jié)晶晶粒與原晶粒之間形成的新晶體邊界成為新的核點(diǎn)，再結(jié)晶晶粒逐漸擴(kuò)展到原晶粒內(nèi)部，最終形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。

在相同的變形溫度下，大的變形量更有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)，變形量越大，得到的DRX晶粒度越??；當(dāng)變形量相同時(shí)，高變形溫度也更有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。變形溫度越高，得到的DRX晶粒度越大。變形量大，變形溫度高，有利于形成均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。