冷变形对Inconel690合金力学行为与组织的影响

   2020-09-01 互联网中国铸造网8980
核心提示:Inconel690是一种用途广泛的镍基耐蚀变形合金。不仅可用于制造压水堆核电站蒸汽发生器传热管材,也是核潜艇

Inconel690是一种用途广泛的镍基耐蚀变形合金。不仅可用于制造压水堆核电站蒸汽发生器传热管材,也是核潜艇用传热管的理想材料,还可用于硝酸生产中的废气再加热炉等需要高耐腐蚀性能材料的工业生产环境。目前国内使用的Inconel690合金管材全部依靠进口。

科研人员试图通过对Inconel690合金施加不同的变形量,研究冷轧变形量对材料力学行为和组织的影响,并利用Hollomon方程和Ludwigson模型对其真应力-真应变响应曲线进行分析,在此基础上结合材料的组织变化分析Inconel690合金的加工硬化变形机制。实验用材料经真空感应冶炼加电渣重熔精炼、锻造、热轧,最终冷轧成不同厚度的板带材,冷轧实际变形量分别为6%、11%、15%、20%和40%。合金主要化学成分(质量分数,%)为Ni59.94,Cr29.42,Fe9.10,C0.015,Al0.16,Ti0.26,Si0.30,Mn0.32。

研究结果表明:(1)Inconel690合金有显著的加工硬化特性,冷轧变形使合金的强度、硬度和屈强比得到大幅度提高,塑性降低。Inconel690合金的相对加工硬化速率和单位变形量的线性加工硬化速率在冷轧变形量20%以下时,随着变形量的增加,材料的强化能力减弱,当变形量达到20%以后,材料的强化能力又增加。(2)不同变形量下Inconel690合金的真应力-真应变曲线符合Ludwigson模型,相关系数为0.99以上。变形量在20%时,真应力-真应变曲线趋向于直线,也符合传统的Hollomon方程,相关系数为0.99345。(3)Inconel690合金不同变形量时,各晶粒间出现变形不均匀性。15%和20%之间存在一个临界变形量,小于临界变形量时,变形主要是单滑移,加工硬化主要来自单个位错间的长程应力场。大于临界变形量时,开始出现交滑移,40%变形量的金相组织中出现了滑移带的相互交割,位错滑动和林位错交割的短程交互作用占主导地位。(4)Inconel690合金在15%冷轧变形量时,微观组织中出现了微变形带。在15%到40%变形量之间,随着变形的增加,微变形带宽变小,体积增加。40%变形量时,微观组织中出现了大的位错胞,部分退火态原始晶粒碎化。(晓红)


 
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