巴氏合金热压缩时微观组织演变规律分析,巴氏合金属于两相组织,其相变点约为998-1020℃,其中α相具有密排六方结构,为低温组织;β相具有体心立方结构,为高温组织。巴氏合金具有抗拉强度和屈服强度高、疲劳强度大、密度小、非磁性、热膨胀系数低、热导率低,对环境无污染等特点,是一种重要的有色金属合金材料。河南锡基合金材料有限公司研究了巴氏合金热变形过程中的变形机制及组织演化对实现变形过程的组织控制具有十分重要的指导意义。
一、实验材料与方法
在热模拟试验机上,对巴氏合金进行热模拟压缩实验。变形温度分别为1030、1060、1090、1120℃,应变速率分别为0.001、0.01、0.1、1s,变形程度均为50%。巴氏合金的原始组织为片层状。应变速率为0.01s时不同温度的应力-应变曲线。可以看出,在同一温度下,随着应变速率的增加应力也逐渐增大。在一定的应变速率下,随着温度的升高,流变应力降低。
二、应变速率对巴氏合金变形组织的影响
变形温度1030℃,变形程度50%时,不同应变速率条件下巴氏合金高温压缩变形组织。可见,应变速率对初生α相含量变化的影响不明显。当应变速率为0.01s时,初生α相晶粒取向与变形方向基本一致,晶粒粗大。当应变速率为0.1s时,巴氏合金组织没有发生明显变化,没有明显的再结晶晶粒,在部分位置出现了大尺寸的非片状α相。在应变速率为1s时,初生α相晶粒破碎,片状组织继续断裂,这是因为在热变形过程中随着应变速率的增加,巴氏合金晶粒长大时间缩短,应变速率更大时,得到更加细小均匀的晶粒。
三、变形温度对巴氏合金变形组织的影响
变形温度对巴氏合金的初生α相的含量影响明显。低温变形时,初生α相的含量较多。由于巴氏合金的高温力学性能与α相的含量密切相关,因此,为了使巴氏合金具有相当好的综合性能,必须严格控制变形温度。
商水县超凡巴氏合金有限公司对巴氏合金进行了高温压缩热模拟实验。分析了巴氏合金高温流变应力-应变曲线变化规律;分析了变形温度、应变速率和变形程度对巴氏合金组织性能的影响规律。结果表明:在应变速率较小时,巴氏合金的α相被拉断,在原始晶界处出现细小的晶粒;在应变速率较高时,α相晶粒呈细小的等轴晶;变形温度越低,初生α相的含量越多。