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IN690合金高速热变形行为及管材热挤压工艺研究

作　者: 邓永刚
导　师: 王忠堂
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高温合金 IN690 高速变形 微观组织 EBSD
分类号: TG376.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


高温合金IN690是一种含30%Cr的奥氏体型镍基高温合金，具有优异的抗腐蚀开裂能力，此外还具有高强度，良好的冶金稳定性和优良的加工特性，成为新一代核电站蒸汽发生器的传热管材料，并得到广泛的应用。本文通过理论和实验的方法对IN690合金热变形特性和管材高速热挤压工艺进行了研究，为IN690合金管材的挤压生产提供了技术支持。主要的研究成果和结论如下：1）采用固溶处理实验研究了IN690合金碳化物溶解规律，以及固溶处理过程中晶粒长大规律，建立了等温条件下的晶粒长大模型，得到了合理的固溶处理制度，为高速热压缩实验作了前提准备。2）通过高速热压缩实验，得到了不同变形条件下的真应力-应变曲线，修正了变形中热效应产生的流变应力误差，分析了Zener-Hollomn参数对热变形组织的影响，建立了峰值应力与变形参数之间的方程。。3）利用高速热压缩实验的结果，结合已有的数学模型经分析计算，建立了比较精确的微观组织演化模型，包括临界应变（应力）模型，稳态应变模型，动动态再结晶体积分数模型等。4）利用Fortran语言编制预测IN690合金组织演变的子程序，并结合有限元软件MSC.Superform对IN690合金管材挤压进行了多场耦合数值模拟，得到了合理的挤压工艺参数。5）进行了高温合金IN690的管材高速热挤压实验，得到了性能和组织良好的挤压管材，并利用电子背散射衍射技术(EBSD)分析了变形参数对挤压管材Σ3晶界量和织构的影响。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章 绪论  12-25
  1.1 核电站用管材发展及应用  12-13
  1.2 高温合金概述及应用  13-16
  1.3 材料热变形力学行为  16-19
    1.3.1 金属材料本构关系的研究  16-17
    1.3.2 金属材料流动应力方程及硬化软化机理  17-19
  1.4 材料动态再结晶行为及组织演变模型  19-21
    1.4.1 金属塑性变形过程中的动态再结晶  19-20
    1.4.2 高温塑性变形组织演变模型  20-21
    1.4.3 微观组织模拟发展概况  21
  1.5 EBSD 技术及应用  21-23
  1.6 论文研究的内容及意义  23-25
第2章 IN690 合金固溶处理及晶粒长大模型建立  25-32
  2.1 引言  25
  2.2 实验材料及方法  25-26
  2.3 实验结果分析  26-29
  2.4 晶粒长大模型  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 IN690 合金高温高速塑性变形行为研究  32-45
  3.1 引言  32
  3.2 热压缩实验  32-35
  3.3 热压缩实验结果及修正  35-39
  3.4 峰值应力与变形参数方程的建立  39-41
    3.4.1 金属塑性成形本构关系的概述  39-40
    3.4.2 模型参数的求解和验证  40-41
  3.5 变形参数对变形组织的影响  41-44
    3.5.1 变形参数对微观组织的影响  41-44
  3.6 本章小结  44-45
第4章 IN690 合金微观组织演化模型  45-57
  4.1 引言  45
  4.2 Kopp 动态再结晶模型介绍  45-46
  4.3 利用 Kopp 模型建立 IN690 合金峰值应变模型  46-47
  4.4 利用加工硬化率研究 IN690 合金动态再结晶临界条件  47-50
  4.5 动态再结晶晶粒长大模型  50-53
  4.6 动态再结晶体积分数模型  53-56
  4.7 本章小结  56-57
第5章 IN690 合金管材高速热挤压数值模拟  57-70
  5.1 引言  57
  5.2 组织演变过程 MSC.Superform 的二次开发  57-59
  5.3 有限元模型的建立  59-60
  5.4 不同挤压速度对挤压结果的影响  60-65
  5.5 不同坯料预热温度对挤压结果的影响  65-67
  5.6 模拟结果与实验结果比较  67-68
  5.7 本章小结  68-70
第6章 IN690 合金管材热挤压实验研究  70-80
  6.1 实验方案  70-72
  6.2 实验方法  72-74
  6.3 热挤压实验结果分析  74-76
    6.3.1 管材成形力及表面质量分析  74-75
    6.3.2 挤压管材的微观组织分析  75-76
  6.4 EBSD 实验结果分析  76-78
    6.4.1 晶粒取向分析  76-77
    6.4.2 挤压工艺参数对Σ3 晶界量和织构的影响  77-78
  6.5 本章小结  78-80
结论  80-82
参考文献  82-86
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的成果  86-87
致谢  87-88

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 挤压 > 挤压工艺 > 管材挤压
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