含磷IN718合金高應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.沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，沈陽110043；2.中國科學院金屬研究所，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力、易成形、大變形、無頸縮等優點，適合于難變形合金和復雜形狀零件的加工，已廣泛應用于航空航天、汽車、機械制造等領域[2]。但是變形速率慢（10-4～10-3s-1）是傳統超塑性成形的一個典型缺點，極大地制約了實際生產的工作效率[1]。因此若能在高應變速率下實現超塑性將具有十分重要的工業意義。近年來的研究表明，許多合金在高應變速率下（≥10-2s-1）也能表現出良好的超塑性。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，發現合金在450℃/10-2s-1快速變形條件下延伸率可高達1110%。Alhamidi等[4]研究Al2024超塑性時發現合金在400℃/10-2s-1快速變形條件下可以獲得750%的延伸率。因此，現在越來越多的研究人員開始將注意力放到高應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，綜合性能優異，是目前應用最為廣泛的鎳基高溫合金[5-6]。將IN718合金加工成復雜形狀的零件，對于航空、航天等工業具有重要的意義。因此IN718合金的超塑性成形一直是人們關注和研究的熱點[7-9]。近年來的研究發現，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超塑性變形[13-14]，說明其可以通過超塑性進行加工。……