Dans le processus de production de superalliage déformé, l'ouverture du lingot est l'étape clé du processus pour obtenir la structure isaaxiale forgée du matériau, améliorer la capacité de déformation à froid et à chaud et obtenir la propriété uniforme. Ce processus implique principalement la déformation thermique du matériau tel que coulé. Étant donné que la structure telle que coulée présente les caractéristiques d'une ségrégation importante, d'une grande taille de grain d'austénite initiale et d'une morphologie et d'une orientation des dendrites confuses, le préformage a toujours été l'un des processus de goulot d'étranglement limitant la production de superalliages déformés. À l'heure actuelle, il existe peu de rapports de recherche sur la déformation à chaud des lingots de superalliages à base de nickel et d'acier inoxydable fortement alliés en Chine, et ils se concentrent principalement sur l'exploration des processus et la simulation par éléments finis, et la recherche sur le processus et le mécanisme d'évolution de la microstructure est pas en profondeur.
La plaque résistante à l'usure avec une composition de structure relativement simple a été sélectionnée et des échantillons ont été prélevés dans différentes zones du lingot pour obtenir des échantillons avec une structure initiale de cristaux colonnaires fins, de cristaux colonnaires grossiers et de dendrites équiaxiales. Les effets de la morphologie, de la taille et de l'orientation des dendrites sur le comportement rhéologique et l'évolution de la microstructure ont été étudiés au moyen d'expériences de compression unidirectionnelle, et l'orientation de la microstructure de déformation a été analysée par la technique de diffraction électronique rétrodiffusée (EBSD). Le mécanisme de déformation est déterminé pour fournir la base théorique et expérimentale pour la formulation du processus de préformage.
Le lingot de plaque résistant à l’usure a été fabriqué par fusion par induction sous vide. La taille du lingot était de Φ150mm×500mm, la fraction massique de chaque élément était de 0,13%C-30%Cr-9%Fe, et Ni était la matrice. Afin d'obtenir la structure macroscopique des différentes régions du lingot, l'alliage a été corrodé avec une solution mixte CuSO4+HCl+C2H5OH stipulée dans la norme nationale. Les échantillons de compression à chaud ont été obtenus à partir de la région de transition de dendrite équiaxe (région A) à 1/2 rayon, de la région cristalline en colonne fine (région B) au bord du lingot et de la région cristalline en colonne grossière (région C) au niveau du lingot. centre du lingot. L'échantillon compressé à chaud est un cylindre de Φ14 mm × 20 mm. Afin d'uniformiser l'influence de la direction des dendrites sur le comportement de déformation thermique, la direction de la hauteur (direction de chargement) de l'échantillon cylindrique dans les régions B et C est perpendiculaire à la direction du cristal en colonne. Les expériences de déformation à chaud ont été réalisées sur la machine d'essai MTS avec des températures de compression de 1 100, 1 150 et 1 200 degrés, des taux de déformation de 0,01, 0,1 et 1 s-1 et une quantité de déformation de 50 % pour simuler le processus de forgeage libre de le lingot. Les données de déplacement de charge sont automatiquement générées pendant le processus de compression et l'éprouvette est refroidie à l'eau à la fin de la déformation pour conserver la structure comprimée. La section longitudinale de l'échantillon comprimé a été traitée par la méthode d'échantillonnage métallographique standard et bouillie dans un mélange de 2,5 gKMnO4+10mLH2SO4+90mLH2O pendant 30 minutes pour l'observation de la déformation thermique. Après que certains échantillons aient été électropolis, la relation d'orientation des structures déformées a été analysée par le module de diffraction électronique par rétrodiffusion (EBSD) du microscope électronique à balayage (MEB).
Les résultats des tests montrent que :
(1) Dans des conditions telles que coulées, la résistance rhéologique à haute température de la plaque résistante à l'usure augmente avec la diminution de la température de déformation, l'augmentation de la vitesse de déformation et l'augmentation de la quantité de déformation. À 50 % de compression, une température élevée (1 200 degrés) et une vitesse élevée (1 s-1) sont propices à l'apparition d'une recristallisation dynamique.
(2) Lorsque la direction de compression est perpendiculaire à la direction de la colonne, le glissement de la dendrite secondaire, en tant que mécanisme de déformation, entraîne une augmentation du facteur de sensibilité à la vitesse de déformation. Dans ce cas, l'échantillon colonnaire fin présente la plus petite résistance à la déformation et le taux de recristallisation le plus faible, tandis que l'échantillon présentant la structure initiale de dendrites colonnaires grossières et équiaxiales présente respectivement la plus grande résistance à la déformation et les conditions de recristallisation dynamique les plus favorables.
