稀土Gd对Ni-Cr-Mo合金热变形行为的影响

作     者：杨志豪 王琳琳 梁田 贾洞潇 马颖澈 王平 Yang Zhihao;Wang Linlin;Liang Tian;Jia Dongxiao;Ma Yingche;Wang Ping

作者机构：东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学院金属研究所核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 

出 版 物：《特殊钢》 (Special Steel)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：8-18页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中子屏蔽用功能结构一体化含Gd双相不锈钢组织调控及制备技术(No:CNNC-LCKY-202279) 

主　　题：中子吸收材料 真空感应熔炼 GdNi_5相 变形激活能 热加工图 动态再结晶 热变形行为 

摘      要：含Gd镍铬钼合金作为乏燃料贮运用中子屏蔽材料具有广阔的应用前景,却在热加工时极易发生开裂,为了优化合金热变形工艺参数,本文以Ni-Cr-Mo合金为研究对象,研究了Gd加入后引起的组织变化。在变形温度为1 000~1 200℃、应变速率为0.01~5 s^(-1)条件下进行等温热压缩实验,计算合金相关材料常数及热变形激活能,构建热加工图并确定热加工窗口,结合微观组织进行分析,研究Gd对合金热变形行为的影响。结果表明,Ni-Cr-Mo合金中加入了1.2%的Gd,合金的变形激活能从472.15 kJ/mol降至422.9 kJ/mol,在热变形时合金的能量消耗效率更高,组织演变更充分,塑性失稳区域由高温向低温逐渐转移,并且增大了合金在1 000~1 060℃,0.01~0.32 s^(-1)低温低应变速率下安全区的面积。合金最佳热加工区间为:0.5真应变量,温度(T)为1 113~1 164℃,应变速率(ε)为0.01~0.2 s^(-1)。Gd在晶界或枝晶间以金属间化合物GdNi_(5)析出,GdNi_(5)相作为硬脆相,在热变形过程中其周围产生较大应变,导致组织中畸变能更高,从而促进周围变形晶粒发生再结晶,降低组织中的残余应变。