粉末特性对镍基粉末冶金高温合金组织及热变形行为的影响

分别采用氩气雾化(Argonatomization,AA)和等离子旋转电极(Plasmarotatingelectrodeprocess，PREP)两种方法制备具有不同特性的镍基高温合金粉末，然后在相同条件下对两种粉末进行热等静压制备成块体材料(A-HIP及P-HIP)。分别对粉末和块体材料进行显微组织分析和形貌表征，并对热等静压材料在温度为1000~1100℃下、应变速率为0.01~1.0s-1下进行热压缩实验，利用采集的应力、应变参数，通过迭代和线性回归的方法计算热激活能并构建本构方程，并利用所建立的本构方程预测合金在不同应变下的应力。 结果表明：PREP粉末表面洁净度、球形度和粒径均匀度要比AA粉末的好，其表面氧含量也相对较低，仅为0.0079%，而AA粉末中氧含量为0.0139%(质量分数)；相比P-HIP，A-HIP中分布着较多的原始颗粒边界和孔洞，原始颗粒边界的主要组成是大尺寸的γ′相和碳氧化物颗粒；A-HIP的平均晶粒尺寸为8.59μm,P-HIP的平均晶粒尺寸为12.54μm；A-HIP的强化相γ′的体积分数(43.91%)与P-HIP的强化相γ′体积分数(43.65%)基本相等。两种材料的激活能分别为1012.9kJ/mol和757.1kJ/mol，并采用双曲正弦Arrhenius模型构建不同应变下的本构方程并预测不同变形条件下的真应力，其与实验值间的绝对误差分别为6.46%和4.87%。A-HIP在压缩过程出现宏观裂纹，原始颗粒边界是压缩裂纹产生主要因素之一，且裂纹沿原始颗粒边界进行扩展。 (来源：粉末冶金)