变形和热处理对690合金微观组织与力学性能的影响

摘要

690合金是一种面心立方结构的镍基高温合金，具有高强度、良好的成形性能和耐蚀性能，可以胜任极其严苛的使用环境、普遍使用于核电、航空航天等领域。
　　本文以690合金为研究对象，利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了经过热、冷变形和随后热处理的690合金的微观组织演化，并研究了合金组织随固溶处理（Solution Treatment）时间、固溶处理温度、TT处理（Thermal Treatment）时间和TT处理温度增加的变化。依据截点法评估了平均晶粒尺寸的变化。利用电化学工作站对热变形15%和52%的 TT态试样进行了电化学腐蚀实验，研究了热变形量对耐蚀性能的影响。利用万能拉伸试验机进行了不同应变速率和不同应变量的冷变形实验，通过分析真应力-应变曲线、加工硬化行为和应变速率敏感性，研究了应变速率和微观组织对力学性能的影响。利用布氏硬度计测量了经热变形和热处理后合金的硬度变化，利用维氏显微硬度计测量了经冷变形和热处理的合金硬度变化，以及硬度随固溶处理时间的延长和温度升高的变化。
　　组织演化表明，690合金热/冷变形后，晶粒沿变形方向被拉长；再经过固溶处理，试样充分再结晶，平均晶粒尺寸大幅度减小，碳化物回溶入基体；再经过TT处理，晶粒略微长大，晶界大量析出碳化物。热变形使合金内局部产生了动态再结晶，而且变形量越大，碳化物含量越少。冷变形合金组织中出现了晶粒尺寸不均匀和晶界遗传现象。晶粒不均匀现象与原始组织中有较多的细小晶粒有关。晶界遗传现象产生的原因是原变形晶界两侧的再结晶晶粒形核和长大方式不同。
　　力学性能实验结果表明，具有不同组织的690合金室温下压缩真应力-应变曲线均可以用 Hollomon公式描述。室温和低应变速率条件下合金的应变速率敏感性指数和加工硬化指数较低，而且碳化物形态及分布对两者的影响也较小。经过冷变形和热处理的合金硬度变化与经过热变形和热处理的合金硬度变化规律相同，均为变形后硬度大幅度升高，热变形52%试样硬度值可达 HB261，较未变形时提高约85%，冷变形58%试样硬度值可达358HV0.2，较未变形时提高100%；固溶处理和TT处理后硬度降低。固溶处理温度的升高和时间的延长对690合金的硬度影响相同，温度越高，时间越长，合金的硬度越低。

目录

声明

1绪论

1.1 选题背景

1.2 690合金及其特点

1.3 690合金的热、冷变形研究

1.4 690合金的热处理工艺

1.5 课题意义与研究内容

2实验材料与方法

2.1 实验材料制备

2.2 微观组织分析

2.4 力学性能测试

3热变形和热处理对690合金组织的影响

3.1 引言

3.2 热变形与热处理690合金的组织演化

3.3 热变形量对组织不均匀性的影响

3.4 热变形量对耐蚀性能的影响

3.5 本章小节

4冷变形与热处理对690合金组织的影响

4.1 引言

4.2 冷变形与热处理690合金的组织演化

4.3 固溶处理时间和温度对经冷变形组织的影响

4.4 TT处理时间和温度对经冷变形合金组织的影响

4.5 冷变形690合金中的奥氏体晶界遗传现象

4.6 本章小结

5组织对690合金力学性能的影响

5.1 引言

5.2 压缩力学行为

5.3 处理工艺对硬度的影响规律

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢