laves相nbcr2基合金的热变形行为与其热加工图-研究

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1、摘要Laves相NbCr2基合金是一种具有密排拓扑结构的金属间化合物，其作为高温结构材料具有极大的应用潜力。目前有关采用机械合金化+热压烧结工艺路线制备的Laves相NbCr2基合金的室温增韧、高温抗氧化性能、软第二相增韧以及合金化增韧等基础性研究很多，然而对其在高温下的热变形行为及热加工图的研究则鲜有报道。本研究通过等温恒应变速率压缩实验，得到了Cr-12Nb两相NbCr2/Cr合金和Cr-77.5Nb两相NbCr-12/Nb合金在温度800℃、1000℃、1200℃和应变速率0.001s、0.01s-1、0.1s-1条件下

2、高温变形时的应力-应变曲线，探讨了变形温度、应变速率、应变等参数对合金流动应力的影响。在实验条件内，Cr-12Nb和Cr-77.5Nb两种合金的应力-应变曲线变化趋势基本相同，即流动应力随着变形温度的降低或应变速率的增大而增大，同时伴随着峰值应力的增大。温度为800℃和1000℃时，应力-应变曲线呈流变软化型；温度为1200℃时，应力-应变曲线近似为稳态流动型。根据所获得的应力-应变曲线数据，对这两种合金进行Arrhenius方程适应性检验，结果表明Arrhenius方程并不适合用来描述Laves相NbCr2基合金的热变形行为

3、，因此在其基础上提出了适用于Laves相NbCr2基合金的本构关系模型，并采用逐步回归法确定模型中各项的系数，构建合适的本构关系。误差分析表明，所确定的本构关系精度分度达到92.1%和90.7%，可以满足工程上的应用要求。基于动态材料模型以及Murty和Prasad两种失稳准则，建立了Cr-12Nb和Cr-77.5Nb两种合金在不同应变下的加工图。经过对比分析发现，在实际加工过程中应以基于Prasad准则建立的加工图为准。结果表明：Cr-12Nb合金较佳的塑性加工参数范围为950℃~1170℃、0.001s-1~0.005s-

4、1和1170~1200℃、0.01s-1~0.1s-1，最佳的塑性加工参数范围位于1100℃、0.001s-1附近；Cr-77.5Nb合金较佳的塑性加工参数范围为950~1200℃、0.001s-1~0.006s-1，最佳的塑性加工参数范围位于1100℃、0.001s-1附近。关键词：Laves相NbCr2基合金，热变形，本构关系，加工图I万方数据AbstractLavesphaseNbCr2basealloyisanintermetalliccompoundofclose-packedtopology，itsexcellen

5、thightemperatureoxidationresistanceandhotcorrosionresistancemakeithavegreatpotentialinhightemperaturestructuralmaterialsapplications.Recently,therearemanybasicresearchabouttoughnessatroomtemperature,hightemperatureoxidationresistance,softsecondphasetougheningandallo

6、yingtougheningofLavesphaseNbCr2basealloyspreparedbymechanicalalloyingandhotpressing.However,thereislittleresearchabouttheirhotdeformationbehaviorandprocessingmapathightemperature.ByGleebleisothermalconstantstrainratecompressionexperiment,thispaperobtainedthestress-s

7、traincurvesofCr-12NbtwophaseNbCr2/CralloyandCr-77.5NbtwophaseNbCr2/Nballoydeformedundertheconditionsofhightemperaturefrom800to1200℃andthestrainratefrom0.001to0.1s-1.Theinfluenceofdeformationparametersincludingtemperature、strainrateandstrainonflowstresswasalsodiscuss

8、edinthispaper.Withintheexperimentalconditions,stress-straincurvesofCr-12NbandCr-77.5Nbnearlyhavethesamechangetrend,theflowstressincreasesw