Deformación térmica y evolución de la microestructura de tubos de acero soldados de paredes gruesas.

Tubería soldada de paredes gruesas es una superaleación a base de níquel reforzada por precipitación difícil de deformar, que tiene una composición similar a la aleación ЭИ929 de la antigua Unión Soviética y tiene un alto nivel de refuerzo por solución sólida de los elementos de aleación y refuerzo por precipitación de la fase γ'. Tiene una excelente resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión en caliente, excelente límite elástico, resistencia a la tracción y resistencia a la fluencia a altas temperaturas. Se utiliza principalmente en entornos con altas temperaturas, tensiones complejas y medios corrosivos, como en la fabricación de álabes de turbinas de motores. Debido al rango relativamente estrecho de parámetros de procesamiento térmico de esta aleación, cuando se utiliza como pala de rotor de turbina para forjado en caliente, la forja es propensa a defectos como inestabilidad estructural y grietas, lo que resulta en una alta tasa de desechos. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar el comportamiento de deformación en caliente de la aleación en diferentes condiciones de deformación en caliente para obtener piezas forjadas calificadas. Los investigadores analizaron las características del comportamiento reológico de la aleación a través de los datos obtenidos del experimento de compresión a alta temperatura de la tubería soldada de paredes gruesas, establecieron la ecuación constitutiva de la tubería soldada de paredes gruesas dentro del rango de parámetros de deformación térmica y estudiaron la influencia de la temperatura de deformación y la velocidad de deformación en la microestructura de la aleación.

La materia prima utilizada en el experimento es una barra laminada en caliente de tubo soldado de paredes gruesas, y la estructura original se compone principalmente de granos equiaxiales con un tamaño de grano de 10-30 μm. La barra se procesa en una muestra cilíndrica de Φ8 mm × 12 mm, y se procesan ranuras poco profundas para almacenar lubricante de alta temperatura en ambos extremos de la muestra. La prueba de compresión isotérmica se realiza en la máquina de pruebas Gleeble-1500. La temperatura de deformación es 1090, 1120, 1150 y 1180 ℃, la velocidad de deformación es 0,1, 1, 10, 50 s-1 y el grado máximo de deformación es aproximadamente el 60 %. Durante el experimento, la máquina de prueba recopila y calcula automáticamente datos de carrera, carga, tensión y deformación. Una vez completada la deformación, la muestra se enfría con agua y luego se corta longitudinalmente, se muele, se pule y luego se corroe con una solución de CuSO4 (20 g) + H2SO4 (5 ml) + HCl (50 ml) + H20 (100 ml). Luego se observó la microestructura de la aleación bajo un microscopio metalográfico. Los resultados mostraron que:

1. Cuando la tubería soldada de paredes gruesas se deforma en diferentes condiciones, a medida que aumenta la tensión, se produce un ablandamiento reológico. La razón del ablandamiento reológico es que la aleación sufre una recristalización dinámica durante la deformación térmica. A medida que disminuye la tasa de deformación, tanto la deformación a la que la tensión de flujo alcanza su valor máximo como la tensión máxima disminuyen.

2. Se establece la ecuación constitutiva de la deformación a alta temperatura de una tubería soldada de paredes gruesas. El valor calculado de la ecuación concuerda con el valor experimental y el error relativo es inferior al 8%, lo que indica que la ecuación describe con precisión el comportamiento reológico de la aleación durante la deformación térmica.

3. La temperatura de deformación tiene un efecto significativo en la microestructura del tubo soldado de paredes gruesas. Con el aumento de la temperatura, la recristalización dinámica aumenta por completo, el tamaño del grano aumenta y se mejora la uniformidad de la estructura del grano; A medida que aumenta la velocidad de deformación, el tamaño del grano primero disminuye y luego aumenta. Cuando la tasa de deformación es 1s-1, la estructura del grano es más fina.