A quantitative description of the microstructure of hot-deformed Ni-Fe superalloy

The paper presents the results of research concerning the influence of hot deformation parameters on the microstructure and plastic properties of an Incolloy 718 type superalloy. The hot deformation characteristics of alloy were investigated by hot torsion tests using of Setaram torsional plastometer of type 7 MNG. The tests were executed at constant strain rates of 0.1 and 0.1 s-1, and testing temperature in the range of 900 to 1150°C and were conducted until total fracture of the samples. The structural inspections were perfonned on microsections taken from plastometric samples after so called “freezing”, i.e. rapid cooling of samples in water from deformation temperature. Plastic properties of the alloy were characterized by worked out flow curves and the temperature relationships of flow stresses and the strain limits. The flow stress of the torsion tests showed a single peak in the flow stress-strain curves, and indicated that recovery and dynamic recrystallization took place during the hot deformation. A quantitative analysis ofthe investigated microstructures was carried out by means of a computer program MET-ILO and the main stereological parameters were determined. For the analyzed microstructures the relationships between the process parameters and the recrystallized grain size, inhomogenity and shape of grains have been determined. It was found that mean grain size after recrystallization increases with an increasing deformation temperature and with growth of strain rate. Functional relation between the Zener-Hollomon parameter and the mean grain size after dynamic recrystallization have been developed and activation energy of the hot plastic deformation process has been estimated.

---

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów odkształcania plastycznego na gorąco na mikrostrukturę i właściwości plastyczne nadstopu typu Inconel 718. Badania odkształcalności stopu wykonano metodą skręcania na gorąco na plastomerze skrętnym typu 7 MNG firmy Setaram. Próbki cylindryczne pełne skręcano do zerwania w zakresie temperatury 900÷1150°C ze stałą prędkością odkształcania 0,1 i 1,0 s-1. Badania strukturalne prowadzono na odcinkach pobranych z próbek plastometrycznych po ich ,,zamrożeniu”, tj. oziębianiu w wodzie bezpośrednio z temperatury skręcania. Na wyznaczonych krzywych płynięcia określono wskaźniki charakteryzujące właściwości plastyczne stopu w próbie skręcania i odkształcalność graniczną. Opracowane krzywe płynięcia plastycznego stopu wykazują pojedyncze maksimum naprężenia uplastyczniającego, co świadczy o przebiegu procesu zdrowienia i rekrystalizacji dynamicznej podczas odkształcania na gorąco. Do analizy ilościowej zastosowano program komputerowy MET-ILO i wyznaczono podstawowe parametry stereologiczne badanych mikrostruktur. Dla analizowanych mikrostruktur wyznaczono zależności pomiędzy parametrami odkształcania plastycznego a wielkością, jednorodnością i kształtem ziarna zrekrystalizowanego. Wykazano, że średnia wielkość ziarna po rekrystalizacji wzrasta w miarę podwyższania temperatury odkształcania i wzrostu prędkości odkształcania. Opracowano zależność funkcyjną pomiędzy parametrem Zenera-Holomona a średnią wielkością ziama po rekrystalizacji dynamicznej oraz oszacowano energię aktywacji procesu odkształcania plastycznego na gorąco.