C-276镍基合金加工

    C-276合金是一种Ni-Cr-Mo系的镍基高温合金，因其具有优异的高温力学性能、焊接性能以及耐腐蚀性能，而被广泛应用于石油化工、核工业、冶炼等领域。金属Ni本身具有良好的耐腐蚀性，Cr、Mo以及其它微量合金元素的添加使得C-276镍基合金具有更全面的耐腐蚀性，因此C-276合金被称作“万能型的耐蚀合金”，能够在高温以及复杂的腐蚀性环境下长期使用。为方便高温腐蚀介质的运输和储存，C-276合金通常被制成管子或更复杂的形状。但在热加工过程中，管道受力复杂，易产生缺陷。另外镍基合金变形抗力非常大，热加工范围较窄，这些都是影响C-276合金热加工性能的因素。因此研究C-276镍基合金热变形行为并且提出合适的热加工工艺参数至关重要。

    C-276合金是一种Ni-Cr-Mo系的镍基高温合金，因其具有优异的高温力学性能、焊接性能以及耐腐蚀性能，而被广泛应用于石油化工、核工业、冶炼等领域。金属Ni本身具有良好的耐腐蚀性，Cr、Mo以及其它微量合金元素的添加使得C-276镍基合金具有更全面的耐腐蚀性，因此C-276合金被称作“万能型的耐蚀合金”，能够在高温以及复杂的腐蚀性环境下长期使用。为方便高温腐蚀介质的运输和储存，C-276合金通常被制成管子或更复杂的形状。但在热加工过程中，管道受力复杂，易产生缺陷。另外镍基合金变形抗力非常大，热加工范围较窄，这些都是影响C-276合金热加工性能的因素。因此研究C-276镍基合金热变形行为并且提出合适的热加工工艺参数至关重要。

    C-276合金在(1000℃，0.01s−1)以及(1100℃，0.01s−1)变形条件下的功率耗散因子为62%，处于热加工图中功率耗散因子峰值。图1(b)和5(c)所示分别为两种变形条件下显微组织，可以看出合金在1000℃时，动态再结晶程度非常高，当温度增加到1100℃时动态再结晶程度非常完全，晶粒细小均匀。变形条件(1000℃，0.1s−1)处于热加工图失稳区域Ⅰ中，对应的变形组织如图1(a)所示。因为温度低，合金动态再结晶程度低，而且大晶粒异常，组织十分不均匀。这种不均匀的组织会大大降低材料的性能，因此不适合在这种情况下进行热处理。图1(f)所示为(1100℃，0.1s−1)条件下热变形组织，此条件位于失稳区域Ⅱ中。可以看出动态再结晶程度不完全，还存在很多拉长的大晶粒，组织并不均匀，同样在此条件不适合热加工。变形条件(1200℃，10s−1)处于热加工图失稳区域Ⅲ中，从图1(g)可以知道其动态再结晶程度比较完全，并未有失稳现象。有研究也证实了在高应变速率条件下虽然处于失稳区，但并未观察到有失稳现象，在此区域可以进行热加工[17]。图1(d)所示为合金在(1150℃，0.1s−1)条件下的显微组织，动态再结晶程度完全，晶粒细小均匀，非常适合在此条件进行热加工。当变形温度较高时如图1(e)，虽然动态再结晶程度完全，但是再结晶晶粒发生长大，这会使材料的强度降低，此温度不适合热加工。虽然在(1150℃，10s−1)条件下合金并未处于失稳区中，但其组织再结晶程度并不完全，组织不均匀，如图1(h)所示。结合热加工图以及组织分析，锻态C-276合金的最优的热加工区间为区域Ⅳ：(1100℃，0.01s−1)以及(1150℃，0.01~1s−1)。经过固溶处理后的C-276合金最优的热加工参数为(1200℃，0.001s−1)。与锻态C-276合金相比，锻态合金最优的热加工温度相对较低。这是因为锻态合金晶粒细小，晶界数量众多，合金在热变形过程中形核数量多，从而发生完全动态再结晶所需的温度相对降低了。铸态C-276合金发生完全动态再结晶所需温度高达1250℃。然而锻态合金所需温度为1100℃，这也是合金晶粒尺寸的不同导致的。因此，合金的初始状态对其热变形行为有重大的影响，材料在热加工前初始状态是值得考虑的因素。