含磷IN718合金高應(yīng)變速率下超塑性變形行為的試驗研究

宋璽玉，黃林杰，孫鐵峰，宋金貴，孫文儒

（1.沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，沈陽110043；2.中國科學(xué)院金屬研究所，沈陽110016；3.中國人民解放軍駐黎明公司軍事代表室，沈陽110043）

超塑性是指異常高的塑性，一般認為拉伸延伸率大于100%的材料即具有超塑性[1]。超塑性成形工藝具有小應(yīng)力、易成形、大變形、無頸縮等優(yōu)點，適合于難變形合金和復(fù)雜形狀零件的加工，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機械制造等領(lǐng)域[2]。但是變形速率慢（10-4～10-3s-1）是傳統(tǒng)超塑性成形的一個典型缺點，極大地制約了實際生產(chǎn)的工作效率[1]。因此若能在高應(yīng)變速率下實現(xiàn)超塑性將具有十分重要的工業(yè)意義。近年來的研究表明，許多合金在高應(yīng)變速率下（≥10-2s-1）也能表現(xiàn)出良好的超塑性。Yang等[3]通過攪拌摩擦變形將Mg-Zn-Y-Zr合金晶粒細化到4.5μm后，發(fā)現(xiàn)合金在450℃/10-2s-1快速變形條件下延伸率可高達1110%。Alhamidi等[4]研究Al2024超塑性時發(fā)現(xiàn)合金在400℃/10-2s-1快速變形條件下可以獲得750%的延伸率。因此，現(xiàn)在越來越多的研究人員開始將注意力放到高應(yīng)變速率超塑性成形工藝上。

IN718合金具有強度高、抗氧化、耐腐蝕和焊接性能好等特點，綜合性能優(yōu)異，是目前應(yīng)用最為廣泛的鎳基高溫合金[5-6]。將IN718合金加工成復(fù)雜形狀的零件，對于航空、航天等工業(yè)具有重要的意義。因此IN718合金的超塑性成形一直是人們關(guān)注和研究的熱點[7-9]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，適量磷可以顯著提高IN718合金的持久和蠕變性能，并可明顯提高合金的使用溫度[10-12]。近期的研究表明，含磷IN718合金在低速變形條件下可以實現(xiàn)超塑性變形[13-14]，說明其可以通過超塑性進行加工。……