Inconel 625高溫合金是一種非磁性，耐腐蝕和抗氧化的鎳鉻合金。Inconel 625的高強度是由于鉬和鈮在合金的鎳鉻基體上硬化結(jié)合而成的。Inconel 625對各種異常嚴重的腐蝕性環(huán)境具有的抵抗力，包括高溫效應（例如氧化和滲碳），包括腐蝕。它在從低溫到最高2000°F（1093°C）的高溫范圍內(nèi)的出色強度和韌性，主要來自難熔金屬Co和鉬在鎳鉻基體中的固溶作用。鎳鉻合金625具有出色的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力，高的腐蝕疲勞強度，高拉伸強度以及抗應力腐蝕開裂對氯離子的抵抗力-使其成為海水應用的選擇。鉻鎳鐵合金用于航空航天應用以及海洋應用。這種合金的常見應用是彈簧，密封件，用于潛水控制裝置的波紋管，電纜連接器，緊固件，撓性裝置和海洋學儀器組件。

熱膨脹系數(shù)：in / in /°F（m / m /°C）

68 -400°F（20 -204°C）：7.3 x 10·6（13.1）68 -600°F（20 -315°C）：7.5 x 10·6（13.5）68 -800°F（20- 427°C）：7.7 x 10·6（13.9）

磁導率H = 200Osted退火：1.0006彈性模量：拉伸時的ksi（MPa）30.2 X 103（208 X 103）熔化范圍：2350 -2460°F（1290 -1350°C）

鎳卷產(chǎn)品形式：

Inconel 625帶鋼卷Inconel 625鋁箔卷鎳625色帶卷鎳絲產(chǎn)品形式

鎳625異形線Inconel 625圓線625合金扁線Inconel 625方線極限抗拉強度：120 KSI min（827 MPa min）

屈服強度：（0.2％偏移）60 KSI min（414 MPa min）伸長率：30％min（規(guī)格> 0.040inched＃1-熱軋退火和除鱗。它有條狀，箔狀和絲帶狀。它用于不需要光滑裝飾的應用。

冷軋，退火和除氧化皮產(chǎn)生的無光精加工。用于深沖零件和在成型過程中需要保留潤滑劑的零件。

通過冷軋，退火和除氧化皮產(chǎn)生的光滑表面。退火后，通過拋光輥添加了輕微的冷軋道次，使其表面光潔度比2D高。光亮退火冷軋和光亮退火光亮退火冷軋亞光面和光亮退火，通過冷軋和光亮退火產(chǎn)生的光滑表面。使用高度拋光的輥進行的光通過可以產(chǎn)生光滑的表面效果。2BA面漆可用于需要在成型零件上進行光面漆的輕度成型應用。拋光-滿足特定拋光要求的各種砂礫拋光。

XC-額外清潔的光亮退火或光亮退火和冷軋潤滑脂-超光亮飾面（用于裝飾應用）肥皂-在回火鋼絲上的肥皂涂層，可充當潤滑劑。

lnconel 625無法進行硬化熱處理。

Inconel 625高溫合金具有出色的焊接性和釬焊性。

摘 要：為了研究 Inconel625 在較高溫度和應變率變化范圍內(nèi)的熱變形行為，采用 CSS 電子萬能試驗機和分離式霍普金森壓桿試驗裝置對 Inconel625 進行準靜態(tài)試驗和霍普金森壓桿試驗，在溫度為 20~800 ℃、應變率為 0.001~8000 s1 范圍內(nèi)得到 Inconel625 的真實應力—應變曲線。

結(jié)果表明：隨著溫度的升高，Inconel625 的流動應力與屈服應力并不單一地隨應變率增大而增大，同一溫度條件下，隨著應變率的增加，Inconel625 的真實應力先增大后減小(分界線是應變率為 6000 s1)；同一應變率條件下，Inconel625的真實應力隨著溫度的升高而減小。

基于 Johnson-Cook 模型對其真實應力應變曲線進行擬合分析，經(jīng)過計算得到模型的預測值與實驗值的相關(guān)性和絕對誤差，并進一步改進 Inconel625 的 Johnson-Cook 本構(gòu)模型，使模型能夠更好地反映 Inconel625 在較高溫度和應變率變化范圍內(nèi)的熱變形規(guī)律。

Inconel625 是一種典型的鎳基變形，該合金中的 Cr、Mo、Nb 含量高，固溶強化作用強烈，以其高強度、高韌性以及優(yōu)良的抗疲勞性能被廣泛應用于石油、造船、核電工業(yè)、航空航天和化工等行業(yè)[14]。由于 Inconel625 在切削過程中不易散熱，極易產(chǎn)生熱量堆積，使刀具磨損嚴重，切削加工性能差。因此，研究其切削熱變形規(guī)律具有十分重要的意義。

本構(gòu)方程作為研究切削過程中材料熱變形規(guī)律的一個重要的數(shù)學模型，能夠表征材料的塑性流變特征，有效地預測材料的穩(wěn)態(tài)流動應力，為切削過程有限元仿真提供理論依據(jù)。目前，國內(nèi)外學者對材料的本構(gòu)方程進行了大量的研究。

研究人員在應變率為 3×104~1 s1、溫度為 950~1150 ℃范圍內(nèi)對 Ni-Cr-Co 基進行了熱壓縮試驗，得到了材料的雙曲正弦本構(gòu)模型[57]。魏洪亮等[8]利用準靜態(tài)拉伸、對稱循環(huán)和非對稱循環(huán)試驗研究 GH4169 的本構(gòu)關(guān)系，使用非線性優(yōu)化算法修正了該材料的 Choboche本構(gòu)模型[912]。

研究人員開發(fā)了一種高溫霍桿試驗裝置[1314]，對 Ti6Al4V 合金從室溫到 1000 ℃，應變率 1400 s1 范圍內(nèi)的壓縮試驗，通過試驗結(jié)果得出了Ti6Al4V 合金的修正的Johnson-Cook 本構(gòu)方程，修正后的 Johnson-Cook 本構(gòu)方程更適合表達該鈦合金的再結(jié)晶溫度附近的動態(tài)行為[1516]。

應用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的方法，引用 Z-H 參數(shù)，建立了GH4169 在應變率為 0.1~50 s1和溫度為 1203~1323 K范圍內(nèi)的 Arrhenius 本構(gòu)模型。對粉末 FGH95 的黏塑性力學行為進行了研究，并以此為基礎(chǔ)建立了粉末的 Bonder-Partom 統(tǒng)一彈黏塑性本構(gòu)模型。研究人員對 Inconel625 在高溫段的熱變形行為也做了相關(guān)研究，并歸納出了該合金在高溫段變形的 Arrhenius 型本構(gòu)方程[1922]。

對 Inconel625 在高溫、低應變率條件下的熱變形行為做了研究，歸納出了該合金在這種條件下的 Johnson-Cook 本構(gòu)模型。

然而，上述研究大多局限于較窄的溫度范圍和較低的應變率條 件下[2425]，切削是在一個高溫和應變率變化十分復雜的環(huán)境下進行的過程，因此上述模型不能夠有效描述材料在切削過程中的熱變形行為。Johnson-Cook 本構(gòu)模型以其參數(shù)簡單、準確率高以及更加接近切削實際的特點被廣泛應用于切削有限元仿真中[2627]。

因此，建立一種在高溫以及應變率變化較大范圍的Inconel625 的 Johnson-Cook 本構(gòu)模型十分必要。

為了解決上述問題，本文作者在不同溫度范圍和應變率條件下對 Inconel625 進行準靜態(tài)壓縮試驗和霍普金森壓桿試驗，分析其熱變形規(guī)律，建立Inconel625 的 Johnson-Cook 本構(gòu)模型，分析其應力應變關(guān)系，計算模型的相關(guān)度和絕對誤差，并在此基礎(chǔ)上對模型做進一步修正，使其能夠更加準確地反映 Inconel625 在較高溫度和應變率變化范圍內(nèi)的熱變形行為。

1 試驗

1.1 試驗材料及試樣制備

本試驗所用材料為鍛態(tài) Inconel625 棒材，其化學成分見表 1。試驗分兩階段：第一階段為Inconel625 的準靜態(tài)壓縮試驗，第二階段為Inconel625 高溫合金的霍普金森壓桿試驗。準靜態(tài)壓縮試驗采用 d 5 mm×5 mm 的圓柱形試樣，除幾何尺寸要求外，還要有較好的平行度和垂直度，均保持在0.01 mm 左右，表面粗糙度為 1.6 mm。霍普金森壓桿試驗在兩套壓桿裝置上進行，采用圓柱形試樣，試樣規(guī)格分別為 d 5 mm×5mm、d 4 mm×4 mm、d 2 mm×2 mm，試樣的加工精度和加工方式與準靜態(tài)壓縮試驗相同。

1.2 試驗方法

在 CSS 電子萬能試驗機上進行的準靜態(tài)壓縮試驗，試驗條件為室溫(20 ℃)，選取應變速率為 0.001 s1，壓縮速率為 0.3 mm/min。試驗采用 d 5 mm×5 mm。

試樣，為減小試驗誤差，試驗重復進行 3 次。

在霍普金森壓桿試驗裝置上進行的動態(tài)力學性能試驗，設計試驗溫度為 20~800 ℃，應變率為 1500~ 8000 s1。

試驗采用 d 5 mm×5 mm，d 4 mm×4 mm和 d 2 mm×2 mm 3 種試樣，其中 d 5 mm×5 mm，d 4 mm×4 mm 的試樣用于低應變率條件下，用直徑為 13 mm 的撞擊桿、入射桿和透射桿進行試驗；d 2 mm×2 mm 的試樣用于高應變率條件下，用直徑為 5 mm 的撞擊桿、入射桿和透射桿進行試驗。為減小試驗誤差，每組試驗重復進行 3 次具體試驗方案如表 2 所列。

2 結(jié)果及分析

2.1 準靜態(tài)壓縮試驗

材料的真實應力應變之間的關(guān)系能直接反映出材料流動應力與變形條件之間的關(guān)系，同時也是材料內(nèi)部組織性能變化的宏觀表現(xiàn)。從材料的真實應力應變曲線上可以看出，材料在變形過程中是否發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，當真實應力 隨真實應變 的增加而增加時，材料發(fā)生加工硬化。

Inconel625 高溫合金的準靜態(tài)壓縮試驗真實應力應變曲線如圖 1 所示，從圖 1 中可以看出，材料的真實應力隨應變的增加而增加，在準靜態(tài)載荷壓縮狀態(tài)下材料沒有明顯的屈服階段，也沒有產(chǎn)生動態(tài)再結(jié)晶，但有明顯的加工硬化產(chǎn)生，這是由于金屬材料在形成塑性變形時，金屬晶格發(fā)生了彈性畸變，這就阻礙了金屬內(nèi)部的滑移。畸變越嚴重，則塑性變形產(chǎn)生越困難、變形抗力越大。隨著變形程度增加，晶格的畸變也隨之增大導致滑移帶產(chǎn)生較嚴重的彎曲，這使得金屬變形抗力變得更大，出現(xiàn)加工硬化。