GH605鈷基高溫合金材料介紹

GH605基本材料引數GH605高溫合金的主要化學成分為C 0。05%，鉻18。5%、鎳10%、鎢15%、矽0。06%、錳1。5%、鈷保證金。用於以碳化物強化為主要成分的GH605材料的熱處理該材料對效能有顯著影響，可透過不同的熱處理方法獲得。不同效能GH605材料的效能。這份工作A有望透過在200-1230℃固溶後，水冷，物料B透過1175-1200℃固溶後，水冷，C材料在900 ~ 980℃退火，三種材料不同的熱處理制度，其效能也不同，0。2毫米厚的三GH605的具體力學效能引數見表1。其中，材料A和材料B的性質相似，材料C的彈性模量和屈服強度較強。度明顯高於材料A和材料B，三種材料的抗拉強度相。當，C的屈服強度比高於B，B的屈服強度比高於B。材料A、材料A和材料B的伸長率相等，都高於材料C的伸長率，材料A的厚度各向異性係數優於材料B和C，材料A和材料B的應變硬化係數和應變硬化指數高於材料C。

本研究中使用的本構模型是Ludwik模型表示式是

：

σ = σ 0 +q ε m （1）其中σ是初始屈服強度；q和m是材料常數，有三個引數所有數字都是擬合引數，擬合結果如表2所示。

片狀形狀根據GB/T15825—2008《金屬板材的成形性》和試驗方法》標準，為了防止窄矩形試樣在拉延筋處開裂，中間部分可以稍窄，兩端稍寬。它的大小如圖1所示。寬度和尺寸分別為20毫米、100毫米、180毫米。成品樣品需要為了進行網格印刷，這一次，模擬軟體使用直徑為1。5毫米的圓形網格覆蓋樣品。

FLD模擬模型的建立根據實驗中FLD模具幾何尺寸（NAKAZIMA半球形實驗模具），在CAD建模軟體中建立衝頭，邊圈和凹模的幾何模型，與物理實驗中使用的相同。形狀和大小完全一樣，如圖2所示。然後是模具將幾何模型匯入模擬軟體進行網格劃分，模具設定如下剛體，金屬板是GH605材料的塑性變形，金屬板的厚度分為將初始拉延筋位置和壓力分別設定為2。5毫米和0。2毫米。邊緣力，以確保法蘭零件的材料在成形過程中不會流動。摩擦係數為0。15，壓邊圈閉合速度為3 mm/s，凸模壓制成型速度為5 mm/s，成型溫度為室溫。

獲得極限應變點基於對上述樣本的FLD模擬分析，本工作主要透過兩個標準判斷

：

（1）板料縮口當衝頭與板料的接觸力達到峰值時，如圖3所示；（2）頸部收縮區的應變路徑突然轉變為平面應變狀態，如圖4顯示了。通常，使用透過判斷標準1獲得的金屬板的極限用應變來畫拉壓特性的FLD左曲線，用判斷根據該準則得到的板料極限應變，繪製拉伸-拉伸特性圖。右邊是FLD曲線。透過確定衝頭和金屬板之間接觸力的峰值點和應變路徑突變點的最大應變單位，並確定每個FLD模擬分析中樣本的成形極限。

FLD模擬結果基於上述數值分析模型和判斷標準，厚度對溫度為2。5毫米和0。2毫米的材料a、b和c的樣品進行膨脹。形狀模擬分析表明，材料寬度分別為20 mm、100 mm和180 mm。計算材料A、B、c的兩個主應變方向的變化量，並在不同寬度的樣品上提取四個關鍵點進行FLD對比分析，如圖5 ~圖7所示。

從圖5 ~圖7中試樣的宏觀變形可以看出，在相同的脹形條件下，發生材料A和材料B的試樣。縮口前變形程度接近，呈半球形，充分拉伸。狀態下，C試樣在頸縮前的變形程度明顯較弱，表明形狀欠拉伸狀態。比較樣品微觀應變，材料A和材料B的臨界應變值相似。當頸縮發生時，材料A以及在樣品b的頸縮區域附近印刷的參考圓的臨界應變這些值都大於C樣本。基於FLD試樣脹形的結計算結果，可以推斷GH605 A和B的可成形性相似，兩者都優於C材料的成形性。

極限模擬結果分析脹形實驗後，印在樣品表面的網格圈主要有三種變形，如圖8所示。記錄初始圓的直徑。D 0，畸變網格圓的長軸標為d 1，短軸標為d 2，d 1和d 2近似表示為樣品表面上一點的兩個主對應改變方向。透過測量臨界網格圓的長軸和短軸d 1和d 2，可以得到面內極限應變，計算公式如式（2）～（5）所示

：

e 1 =d1d0d 0×100% （2）e 2 =d2d 0d 0×100% （3）ε 1 = lnd 1d 0= ln（1 + e 1 ） （4）

ε 2 = lnd 2d 0= ln（1 + e 2 ） （5）其中

：

e 1和e 2分別代表長軸和短軸上的工程應變；ε 1 、ε分別代表長軸和短軸上的真實應變。

透過測量和上述公式計算臨界圓的兩個極點主應變，可以得到GH605三種材料厚度為2。5 mm、如圖9所示，對於每種材料，0。2 mm材料厚度的FLD曲線材料，2。5毫米材料厚度與0。2毫米材料厚度相比，主要區別在於在材料平面應變點FLD0的影響下，板材厚度的增加可以顯著提高平面應變點FLD0，但對於整個FLC曲線然而，線的極限應變分佈沒有顯著影響。

從三種材料的基本機械效能（表1）來看，材料A材料B的成形性明顯好於材料C

。

。材料a和材料b相反，儘管材料A的屈服強度低於材料B的屈服強度，但是材料A的抗拉強度和伸長率高於B，這表明A的成型性更好，A料更容易塑性變形，不容易生產。裂紋和皺紋缺陷；材料B的抗拉強度和材料A接近，彎曲。服裝強度約為A料的2倍，伸長率約為A料的1/2，在拉-壓應力下，材料B的效能略好於材料A，但在拉-拉在應力條件下，材料A的成形性明顯好於材料B的成形性。

。

材料c與材料A和B相比，其抗拉強度略低，但其屈服強度為a料和b料高一倍左右，所以良品率比a料和b料高。材料B的伸長率是材料A和材料B的1/3 ~ 1/2，這表明C的塑性成形性相對較差。

n的值反映了金屬板料成形的應變均衡能力。形成拉伸鈑金件時，N值小的材料會發生變形。凹凸不平，表面粗糙，容易開裂；具有大n值的材料，零件應變分佈均勻，表面質量好，不易開裂。皺紋。因此，對於以拉深為主的板料零件，n值越大，板料的衝壓成形性越好，成形極限曲線越高。

R的值反映了板的平面方向和厚度方向。應變能力的差異。R值越大，材料會被拉-拉和壓-壓。拉壓應變下的變形抗力越大，拉壓應變下的變形抗力越大。變形阻力越小。這意味著在拉-壓應力中，受張力支配在變化狀態下，R值越大，傳力區的抗拉強度越大，對形狀越有利，變形區的變形抗力越小，也有利於成形越有利。在拉-拉變形模式下，極限應變值隨r值而變化增減。

厚度為0。2毫米的三種板的加工硬化指數（平均值n）和厚度各向異性指數（加權平均R值），如圖10所示展示。其中，加權平均R值計算如下算算。從圖10可以看出，材料a的n值略大於材料b的n值，但兩者都遠大於C材料，所以前兩種材料的成形極限曲線。接近並高於C材料的成形極限曲線；三材料雖然R值相差不大，但也說明材料A的R值大於材料B，材料B的R值大於材料C的趨勢，其成形極限曲線也顯示了與R值相同的趨勢。從上面的分析來看可以看出，A料的成形性略好於B料，但兩者都比B料好很多c；三種GH605材料的成形極限曲線都隨著N值和R值的減小而減小，但由於R值之間的差異差別較小，說明N值對形成極限曲線的影響大於R值影響更大。

成形極限的實驗驗證為了驗證模擬結果，測試三種直徑為0。2毫米的材料得出了厚板的成形極限，並得出了三種材料的成形極限。圖11顯示了三種GH605材料A、B和c的形成形狀限制比較結果。與實驗的FLD圖相比，模擬的FLD圖比較一致，但兩者還是有一定的偏差，平均偏差。相差6。59%。誤差的主要原因之一是FLD實驗是在當判斷停止時，感測器隨著材料縮頸的力瞬間變化。作為停止實驗的條件，有一定的時間偏差；主要原件其次，模擬中使用的材料屬性基本假設不存在。理想狀態物質的缺陷，而實驗物質可能是微小的。成分偏析、結構不均勻等缺陷，且實驗受外環影響環境因素的影響導致材料形成極限效能的實驗結果比模擬結果略差。

實驗結果表明，GH605板帶的成形極限曲線為線條呈現典型的“V”形，成形極限最低點出現在平面應變區附近。在金屬板的單軸拉伸下由於金屬板的原因，成形極限是最高的，高於雙軸拉伸狀態厚度更薄。材料硬化指數值較高，這是因為有利於提高板料的成形極限。三種材料的對比，材料A的GH605板材的成形極限高

，

並且板材成形性最好的。另一方面，材料A和材料b的成形極限曲線的右側。應變基本相同，但在拉壓區，材料A略高於材料B主要是因為材料A的伸長率略高於材料B。

結論（1）透過脹形值得到三種不同的熱處理狀態。厚度為0。2毫米和2。5毫米的GH605板材的成形極限透過實驗驗證了脹形數值模擬的有效性正確性。（2）在相同厚度下，水冷和固溶後的兩種板材材料的臨界斷裂應變大於退火板的臨界斷裂應變，即前者的成型性優於後者，不易產生拉伸裂紋和皺紋缺陷。（3）經過1200 ~ 1230℃水冷後的金屬板的固溶n和r值最大，其成形極限曲線最高；退火後板料的n值和r值最小，其成形極限曲線最多低；將兩種水冷固溶處理板的n值和r值聯絡起來近，其成形極限效能接近。（4）在三種不同的熱處理狀態下厚度為0。2毫米。GH605板材的成形極限曲線都隨N和r的變化而變化。然而，兩種固溶處理板的N值要高得多對於退火板的N值，成形極限曲線也較低，高，但R值相差很小，說明N值整形。極限曲線的影響比R值的影響更顯著。