张兵等：纯镍6平面热压缩变形行为及加工图 ·483 于黏塑性材料的稳态流变，m的取值一般在0~1之 减小，在应变速率为10s-时m值最大：在900~1000 间.m=0说明系统不发生能量的耗散：随着m值的增 ℃范围内，7值均较小，其值没有明显的变化：在1000~ 大，显微组织演变所耗散的功率也增加：且功率耗散率 1100℃范围内，随着应变速率的增大，7值先减小后增 )值越大，说明材料的可加工性能越好.在图5(a)~ 大，应变速率为20s时？值最小，应变速率为5s时 ()中，不同真应变条件下，功率耗散率随变形温度和 其值为整个变形参数范围内的最大值.如图5(c)所 应变速率的变化趋势基本一致.在800~900℃范围 示，变形温度为1100℃时，应变速率为5s·,功率耗散 内，随着应变速率的增大，功率耗散率？值先增大后 率7=0.67 40a 4.0m 022 0202正 0086011 00019 13 028- D17 026 012 024 35 020- 022 022 020 0041” 0020 3.0 015 25 006 081 016 03发 0.24 022 850 900 950 1000 1050 1100 800 850 900 950 1000 1050 1100 7T℃ T℃ 4.0 0.0160000 044D47 0041 00910.13 037030 3.5 .4017 032034 019022 024 3.0 0.2 0.3 42 20 8) 850 900 950 1000 1050 1100 7/℃ 图5纯镍N6不同真应变的功率耗散图.(a)0.1:(b)0.3:(c)0.5 Fig.5 Power dissipation maps of pure nickel N6 at different strains:(a)0.1:(b)0.3:(c)0.5 图6为纯镍N6不同真应变下的流变失稳图.根 变形过程中，始终处于合理变形区的参数进行变形 据式(5)可知，()<0说明材料在此变形参数下变 图7为功率耗散图和失稳图叠加得到的纯镍N6 形处于流变失稳状态.在图6不同真应变失稳图中均 热加工图，图中阴影部分为流变失稳区.从图中可以 出现了部分()<0的区域，而且所在变形参数区间 看出，纯镍N6材料在高应变速率条件下热变形时，存 基本一致.当变形温度800~900℃和应变速率10~ 在两个明显的可加工区域：变形温度1000~1100℃， 40s,或者变形温度1000~1100℃和应变速率8~20 应变速率5~7s和20~40s1:变形温度800~900 s时，()<0，说明纯镍N6材料在这两个变形参数 ℃，应变速率5~10s1.但实际生产过程中，考虑材料 区间，热变形处于流变失稳态。对比不同真应变下的加工过程中的温降，一般选用较大的应变速率进行变 失稳图，变形温度为950℃，应变速率在5~20s之 形.因此，对于纯镍6板材的热变形加工，应选用变 间，在真应变为0.1时，(e)<0,说明纯镍N6热变形形温度1000~1100℃，应变速率20~40s的变形参 处于流变失稳态；真应变为0.3和0.5时，()>0，说 数进行变形 明此变形参数区间为纯镍N6的合理变形区：因此，在 2.3纯镍N6热变形的组织结构分析 选取纯镍N6材料热变形参数时，应尽量选取在整个 平面热变形后的试样组织分布宏观示意图如图8张 兵等: 纯镍 N6 平面热压缩变形行为及加工图 于黏塑性材料的稳态流变，m 的取值一般在 0 ～ 1 之 间． m = 0 说明系统不发生能量的耗散; 随着 m 值的增 大，显微组织演变所耗散的功率也增加; 且功率耗散率 η 值越大，说明材料的可加工性能越好． 在图 5( a) ～ ( c) 中，不同真应变条件下，功率耗散率随变形温度和 应变速率的变化趋势基本一致． 在 800 ～ 900 ℃ 范围 内，随着应变速率的增大，功率耗散率 η 值先增大后 减小，在应变速率为 10 s － 1时 η 值最大; 在 900 ～ 1000 ℃范围内，η 值均较小，其值没有明显的变化; 在 1000 ～ 1100 ℃范围内，随着应变速率的增大，η 值先减小后增 大，应变速率为 20 s － 1时 η 值最小，应变速率为 5 s － 1时 其值为整个变形参数范围内的最大值． 如图 5( c) 所 示，变形温度为 1100 ℃时，应变速率为 5 s － 1，功率耗散 率 η = 0. 67． 图 5 纯镍 N6 不同真应变的功率耗散图． ( a) 0. 1; ( b) 0. 3; ( c) 0. 5 Fig． 5 Power dissipation maps of pure nickel N6 at different strains: ( a) 0. 1; ( b) 0. 3; ( c) 0. 5 图 6 为纯镍 N6 不同真应变下的流变失稳图． 根 据式( 5) 可知，ξ( ε ·) ＜ 0 说明材料在此变形参数下变 形处于流变失稳状态． 在图 6 不同真应变失稳图中均 出现了部分 ξ( ε ·) ＜ 0 的区域，而且所在变形参数区间 基本一致． 当变形温度 800 ～ 900 ℃ 和应变速率 10 ～ 40 s － 1，或者变形温度 1000 ～ 1100 ℃和应变速率 8 ～ 20 s － 1时，ξ( ε ·) ＜ 0，说明纯镍 N6 材料在这两个变形参数 区间，热变形处于流变失稳态． 对比不同真应变下的 失稳图，变形温度为 950 ℃，应变速率在 5 ～ 20 s － 1 之 间，在真应变为 0. 1 时，ξ( ε ·) ＜ 0，说明纯镍 N6 热变形 处于流变失稳态; 真应变为 0. 3 和 0. 5 时，ξ( ε ·) ＞ 0，说 明此变形参数区间为纯镍 N6 的合理变形区． 因此，在 选取纯镍 N6 材料热变形参数时，应尽量选取在整个 变形过程中，始终处于合理变形区的参数进行变形． 图 7 为功率耗散图和失稳图叠加得到的纯镍 N6 热加工图，图中阴影部分为流变失稳区． 从图中可以 看出，纯镍 N6 材料在高应变速率条件下热变形时，存 在两个明显的可加工区域: 变形温度 1000 ～ 1100 ℃， 应变速率 5 ～ 7 s － 1 和 20 ～ 40 s － 1 ; 变形温度 800 ～ 900 ℃，应变速率 5 ～ 10 s － 1 ． 但实际生产过程中，考虑材料 加工过程中的温降，一般选用较大的应变速率进行变 形． 因此，对于纯镍 N6 板材的热变形加工，应选用变 形温度 1000 ～ 1100 ℃，应变速率 20 ～ 40 s － 1的变形参 数进行变形． 2. 3 纯镍 N6 热变形的组织结构分析 平面热变形后的试样组织分布宏观示意图如图 8 · 384 ·