精密成形工程

作者：杜方鑫, 赵聪, 刘晋平, 刘劲松

单位：1.武汉城市职业学院 汽车技术与服务学院,武汉 430072; <br>2.北京科技大学 机械工程学院,北京 100083

关键词：镍基高温合金,热变形,微观组织,本构模型,神经网络

基金：贵州省科技计划项目（黔科合基础-ZK[2024]重点062）; 湖北省教育厅科技项目（B2018503）; 武汉城市职业学院科研创新团队资助项目（2023whcvcTD02）

目的 借助Gleeble-3500热模拟试验机进行热压缩实验,研究新型Ni-Cr-Fe基高温合金在变形温度为1 075~1 150 ℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的流变行为。方法 采用金相显微镜和透射电子显微镜观察合金热变形显微组织。构建了基于应变补偿的Arrhenius模型和BP网络模型。结果 新型Ni-Cr-Fe基高温合金流变应力受热变形参数的影响较为显著,与变形温度呈负相关,并与应变速率呈正相关。由显微组织分析可知,在1 150 ℃/0.01 s-1变形条件下,合金内部原始晶粒基本被细小的动态再结晶晶粒所取代。在0.1 s-1/ 1 075 ℃变形条件下,可以明显观察到大量位错缠结堆积在一起;同时还能观察到由于位错堆积和迁移而形成的位错墙。当应变速率降低至0.01 s-1时,晶粒内部位错密度显著降低且还能观察到动态再结晶晶核。利用2类模型预测了合金流变应力随应变的变化情况,其中BP神经网络模型的相关系数为0.998 5、平均相对误差为1.752 1%,预测精度较基于应变补偿的Arrhenius本构模型更高。结论 建立的BP神经网络模型更加适用于预测新型Ni-Cr-Fe基高温合金的流变应力。

来源：2025年第9期

《精密成形工程》期刊编辑部

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