论文部分内容阅读
镍基C-276合金属于Ni-Cr-Mo系固溶强化型耐蚀合金。C-276合金因其具有优异的耐蚀性能和力学性能而作为核电用关键结构材料,目前正受到越来越多的关注。本论文以该合金为对象,对其固溶处理工艺、热变形特性、中低温力学行为及组织演化规律进行了系统研究。固溶处理实验和室温力学性能测试结果表明,当固溶温度超过1150°C,析出相颗粒能够快速溶解,晶粒长大速率也随之增大;析出相的演化对合金力学性能的影响较晶粒长大更为显著。合金的室温拉伸性能与晶粒尺寸之间的关系可以通过Hall-Petch方程来很好地描述。合金的屈服强度强化因子为18.35 MPa mm1/2。基于动态材料模型,建立了固溶态和时效态C-276合金在不同真应变量下的热加工图,结合微观组织表征,得到了固溶态和时效态合金在真应变量为0.9的最佳工艺参数,分别为10001220°C/0.072.2 s-1和10251220°C/0.072.5 s-1。当实验合金在这两个热加工窗口进行压缩变形时,能量耗散效率具有较大值,且动态再结晶(DRX)晶粒具有较低的晶粒平均取向差(GAM)。此外,时效预处理增大了实验合金的DRX程度,提高了合金在热变形过程中的能量耗散效率,且消除了加工图在20%40%应变量范围内的失稳变形区。非连续动态再结晶是C-276合金的主要DRX机制。当压缩条件为1150°C/0.1 s-1时,合金的Σ3晶界比例较其它任何压缩条件下的要大,同时相应的DRX晶粒组织具有最小的平均GAM值。在中低温拉伸变形过程中,C-276合金发生了动态应变时效,即流变曲线上出现锯齿屈服。合金的锯齿状流变激活能为132 kJ/mol,其与Mo原子沿位错管道的扩散激活能相当。理论分析和实验表征结果表明,Mo在位错的偏聚是C-276合金发生动态应变时效的主要原因。C-276合金存在典型的中温脆性,在700°C变形条件下具有最小的断后延伸率。减小应变速率降低了合金发生沿晶脆性断裂的下临界温度,并扩大了脆性温度区间。合金在动态应变时效温区内呈现出负的应变速率敏感因子,DRX能够提高应变速率敏感因子。实验发现硫等杂质元素的晶界偏聚与固溶态C-276合金的中温脆性有关。时效预处理极大地削弱了合金在析出敏感温度区间的锯齿流变,且消除了合金的中温脆性。