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本文通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行的等温热压缩试验,获得该合金的高温流变应力曲线,研究了3Cr20Ni10W2耐热合金的高温变形行为特点。通过获得的试验数据,利用数学回归分析的手段,建立3Cr20Ni10W2耐热合金在热变形过程中的流动应力?与应变速率?、应变量?及变形温度T之间的本构方程。并绘制了3Cr20Ni10W2耐热合金的加工图,结合对微观组织的分析,获得该合金发生稳健变形的温度及应变速率工艺参数范围。最后将识别出来的应变速率工艺参数与实际气阀电镦成形相关的速度工艺参数建立联系。主要研究内容及结论如下: 1.分析了3Cr20Ni10W2耐热合金在变形温度范围为1203-1403 K,应变速率范围在0.01-10 s-1条件下的真应力-应变曲线关系。可以看出,当变形温度一定时,流变应力水平随着应变速率的升高而增大;而当应变速率一定时,流变应力水平随着变形温度的升高而减小。随着应变速率的增大和变形温度的降低,峰值应力以及其对应的应变量均增大。 2.3Cr20Ni10W2耐热合金高温热变形受热激活控制。高温塑性变形过程中,流动应力?与应变速率?、及变形温度T之间满足双曲正弦关系。通过线性回归分析的方法,计算出变形激活能Q,及材料常数?,?及n。 3.考虑应变量对流动应力的影响,构建了包含应变的Arrhenius流变应力本构方程。用该模型对流变应力值进行预测,经比较,预测出的流变应力值和试验所得的流变应力值吻合度较高,其中,相关系数为0.995,平均相对误差为7.99%。 4.根据热压缩试验获得的真应力、应变数据,基于动态材料模型为基础的加工图理论,绘制出3Cr20Ni10W2耐热合金在应变量分别为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9时的加工图,并识别出3Cr20Ni10W2耐热合金的加工安全区。在试验变形条件下,该合金的加工安全区域随着应变量的增加先逐渐增大,后减小。 5.对加工图进行分析,确定3Cr20Ni10W2耐热合金发生稳健变形的温度区间在1333-1403 K,应变速率区间在0.01-0.66 s-1。 6.根据识别出的3Cr20Ni10W2耐热合金发生稳健变形的应变速率范围,制定出气阀电热镦粗成形实际生产过程中的材料变形速度的工艺参数。整个变形共需108 s,每隔20 s坯料的变形速度为2.54 mm/s,2.08 mm/s,1.7 mm/s,1.39 mm/s,1.14 mm/s,0.93 mm/s。