高温合金的高温塑性

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 14:42:31点击率：

变形高温合金属于复杂合金化材料，这些材料的合金化程度决定着材料的热强性和可锻性。由于合金的设计要求高温合金具有抗高温变形的能力，所以这类合金锻造变形困难、塑性低、变形抗力大是理所当然的。较高的脱溶合金元素含量（40%～50%），使合金具有多相组织，并且再结晶温度高，在高温下加工硬化严重，从而降低了工艺塑性，增大了变形抗力。硫、铅、锡等杂质使合金间结合力及晶界强度严重下降，对合金的高温塑性有特别明显的影响。含钛和铝的铁基合金可能造成氮化物和碳化物偏析，它们可在锻棒中形成条状夹杂，从而影响合金的可锻性。镍基合金中的氮化物和氧化物也起着破坏合金可锻性的作用。通过真空熔炼可以有效减少合金中的氧、氮及其他杂质的含量，消除或减轻合金中的偏析，显著提高合金的可锻性。

图2是合金结构钢、铁基合金GH2036和镍基合金GH4037的塑性曲线。表7为铁基和镍基高温合金在不同设备上锻造时的允许变形程度。由图2和表7可以看出，铁基高温合金的工艺塑性比镍基高温合金的工艺塑性高。在高温下冲击变形时，设备每次行程的允许变形量，对铁基合金为60%～65%，对镍基合金为40%～50%。而合金结构钢产生80%以上变形仍不出现脆性。在高速锤上进行模锻时，铁基合金的塑性（允许变形程度）有所增加，而镍基合金的塑性则停留在原来的水平上，其原因是坯料在变形过程中因热效应而温升。为了提高合金的高温塑性和锻件质量，建议用热挤锻法或带反力的闭式模模锻高温合金。

表7 铁基和镍基变形高温合金的允许变形程度

材料

模锻锤

υ₀＜9m/s

高速锤

υ₀=20～30m/s

热模锻曲柄压力机、摩擦压力机、螺旋压力机

镦粗

挤锻

铁基合金

镍基合金

40～50

80～85

40～50

80～90

注：υ₀为设备锤头速度。

图2 三种锻材的工艺塑性比较

图3为镍基高温合金在两种变形速度下塑性随温度的变化。由图可以看出，变形速度对于合金的塑性有很大的影响，从落锤上冲击变形改变为压力机上静变形时，GH4037合金的工艺塑性明显提高：在1100℃下由50%提高到75%。对于合金结构钢，当由静变形改变为冲击变形时，其工艺塑性实际上并不降低。

图3 变形速度对GH4037合金塑性的影响图4 GH2132锻造压力与镦粗压缩量及温度的关系

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