.1498 北京科技大学学报 第35卷 小.从本文的实验结果看出，高速率变形带来的升 应变速率为1s~1的数据应用两次.从实验数据和 温会使晶粒尺寸偏离传统规律，运用截点法测量晶 计算值的对比看出，两个模型在适用区间内均具有 粒度后，发现采用分段函数可以描述GH4700再结 较好的拟合度（图10）. 晶晶粒尺寸与热变形参数之间的关系： 综上所述，在热变形过程中，动态再结晶是 D=6153E0.11exp 76555 GH4700合金主要的软化方式，其形核与发展影响 (E≥1)： RT 合金的变形行为.在高速率变形阶段，变形产热将 会导致合金的流变应力和变形组织发生明显变化. D=23770Z-0.288 (E≤1) 由于GH4700合金管材主要采用热挤压成形，这 即当应变速率在1s-1以下时符合传统动态再结晶 种高温高速的变形方式势必会引起更剧烈的温升， 晶粒度模型，当应变速率增大时其对晶粒尺寸的影 改变合金的变形行为.目前这一问题正在后续研究 响发生改变.式中为了保证线性回归的准确度，将 之中 18 27 (a) (b) 16 D=exp -76555 24F RT D=23770Z-0 21 g ◆ 12 15 0 12 =0.93 形=0.91 10 1214 16 18 10 15 20 25 30 实测晶粒度/m 实测晶粒度/m 图10动态再结晶晶粒尺寸理论计算值与实测值对比.(a)≥1；(b)e≤1 Fig.10 Comparison of calculated DRX grain size with experimental data:(a)>1;(b)<1 3结论 段函数： (1)塑性变形产生的热效应会使合金在低温高 D=6153e0.11exp 76555 RT (住≤1)： 速率条件下的应力产生偏移，经过对GH4700合 金应力-应变曲线的升温修正，推导出峰值应力 D=23770Z-0.288(E≤1). 的本构关系为e-4×1011[sinh(0.0045op月3.91× exp(-32291/RT). 参考文献 (2)在GH4700合金热变形过程中，动态再结 晶是最主要的软化方式，其决定了合金热变形行为. [1]Zhao S Q,Xie X S,Smith G D,et al.The corrosion of GH4700合金动态再结品形核方式为应变诱发晶界 Inconel alloy 740 in simulated environments for pulverized 迁移方式，变形温度升高和应变速率增大均有利于 coal-fired boiler.Mater Chem Phys,2005,90(2/3):275 再结晶形核.再结晶发展阶段，随着变形量的增大 [2]Baker B A,Gollihue R D,Smith G D.Ultra Supercriti- 和变形温度的升高，动态再结晶比例增加，相同温 cal Boiler Header Alloy and Method of Preparation:US 度下应变速率为0.1s-1和20s-1的再结晶比例大 Patent,US2009/0257908A1.2011-01-19 于1s~1和10s-1的再结晶比例，再结晶比例等值 [3]Zhao S Q,Xie X S,Smith G D.Microstructural stability and mechanical properties of a new nickel-based superal- 线呈反“C”形式 loy.Mater Sci Eng A,2003,355(1):96 (3)随着变形温度升高，动态再结晶晶粒尺寸 [4]Wang Y,Shao W Z,Zhen L,et al.Flow behavior and mi- 明显增大，而应变速率的影响小于变形温度，按照 crostructures of superalloy 718 during high temperature 应变速率大小，动态再结晶晶粒尺寸数学模型为分 deformation.Mater Sci Eng A,2008,497(1):479· 1498 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 小. 从本文的实验结果看出，高速率变形带来的升 温会使晶粒尺寸偏离传统规律，运用截点法测量晶 粒度后，发现采用分段函数可以描述 GH4700 再结 晶晶粒尺寸与热变形参数之间的关系： D = 6153 ˙ε 0.11 exp µ − 76555 RT ¶ ( ˙ε > 1)； D = 23770Z −0.288 ( ˙ε 6 1). 即当应变速率在 1 s−1 以下时符合传统动态再结晶 晶粒度模型，当应变速率增大时其对晶粒尺寸的影 响发生改变. 式中为了保证线性回归的准确度，将 应变速率为 1 s−1 的数据应用两次. 从实验数据和 计算值的对比看出，两个模型在适用区间内均具有 较好的拟合度 (图 10). 综上所述，在热变形过程中，动态再结晶是 GH4700 合金主要的软化方式，其形核与发展影响 合金的变形行为. 在高速率变形阶段，变形产热将 会导致合金的流变应力和变形组织发生明显变化. 由于 GH4700 合金管材主要采用热挤压成形，这 种高温高速的变形方式势必会引起更剧烈的温升， 改变合金的变形行为. 目前这一问题正在后续研究 之中. 图 10 动态再结晶晶粒尺寸理论计算值与实测值对比. (a) ˙ε > 1; (b) ˙ε 6 1 Fig.10 Comparison of calculated DRX grain size with experimental data: (a) ˙ε > 1; (b) ˙ε 6 1 3 结论 (1) 塑性变形产生的热效应会使合金在低温高 速率条件下的应力产生偏移，经过对 GH4700 合 金应力 – 应变曲线的升温修正，推导出峰值应力 的本构关系为 ε˙ = 4 × 1011 [sinh (0.0045σp)]3.91 × exp (−32291/RT). (2) 在 GH4700 合金热变形过程中，动态再结 晶是最主要的软化方式，其决定了合金热变形行为. GH4700 合金动态再结晶形核方式为应变诱发晶界 迁移方式，变形温度升高和应变速率增大均有利于 再结晶形核. 再结晶发展阶段，随着变形量的增大 和变形温度的升高，动态再结晶比例增加，相同温 度下应变速率为 0.1 s−1 和 20 s−1 的再结晶比例大 于 1 s−1 和 10 s−1 的再结晶比例，再结晶比例等值 线呈反 “C” 形式. (3) 随着变形温度升高，动态再结晶晶粒尺寸 明显增大，而应变速率的影响小于变形温度，按照 应变速率大小，动态再结晶晶粒尺寸数学模型为分 段函数： D = 6153 ˙ε 0.11 exp µ − 76555 RT ¶ ( ˙ε 6 1)； D = 23770Z −0.288( ˙ε 6 1). 参 考 文 献 [1] Zhao S Q, Xie X S, Smith G D, et al. The corrosion of Inconel alloy 740 in simulated environments for pulverized coal-fired boiler. Mater Chem Phys, 2005, 90(2/3): 275 [2] Baker B A, Gollihue R D, Smith G D. Ultra Supercriti￾cal Boiler Header Alloy and Method of Preparation: US Patent, US2009/0257908 A1. 2011-01-19 [3] Zhao S Q, Xie X S, Smith G D. Microstructural stability and mechanical properties of a new nickel-based superal￾loy. Mater Sci Eng A, 2003, 355(1): 96 [4] Wang Y, Shao W Z, Zhen L, et al. Flow behavior and mi￾crostructures of superalloy 718 during high temperature deformation. Mater Sci Eng A, 2008, 497(1): 479