γ″相预析出IN718高温合金中连续与不连续动态再结晶协同机制实现晶粒均匀细化的研究

《Journal of Alloys and Compounds》：Synergistic mechanism of continuous and discontinuous dynamic recrystallization for uniformly refining grains in IN718 superalloy with pre-precipitated γ″ phase

本文推荐：该研究通过超重力凝固技术制备γ″相预析出IN718合金，提出基于热变形过程中协同连续动态再结晶(CDRX)和不连续动态再结晶(DDRX)的新型调控策略。研究发现应变诱导δ相在晶界和变形带析出，通过齐纳钉扎(Zener pinning)效应促进双模式再结晶，最终获得ASTM 9-10级(9.5-12.0 μm)均匀细晶组织，为γ″强化高温合金的锻造工艺设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究揭示了含预析出γ″相的IN718高温合金中连续与不连续动态再结晶(CDRX/DDRX)的协同机制。核心发现表明，通过受控热机械加工及后续退火，位错演化、动态δ相析出与亚结构转变的相互作用，可在宽泛变形窗口内实现高效均匀的晶粒细化。

Materials and experimental

实验采用表1所示成分的IN718合金，通过自主开发的超重力场辅助真空感应熔炼装置制备。熔炼前样品经超声波清洗并装入Al₂O₃坩埚，腔体抽真空至<1 Pa后充入高纯氩气保护。

Microstructure of as-cast samples

图2显示超重力凝固IN718合金的显微组织特征。反极图(IPF)显示均匀等轴晶结构，平均晶粒尺寸46.8 μm（最大<90 μm），证实超重力凝固有效抑制粗晶形成。

Synergistic mechanism of continuous and discontinuous dynamic recrystallization

通过EBSD点对点/点对原点取向差分析（图15中L1-L3线）揭示：局部取向梯度>2°区域对应CDRX形成的亚晶界，而突变>15°的取向跳变则标记DDRX新晶粒。δ相在变形带优先析出，通过钉扎效应稳定CDRX亚结构并促进DDRX形核。

Conclusion

该工作不仅阐明γ″与δ相在调控再结晶机制中的耦合作用，更为γ″强化高温合金的微观结构优化提供可扩展方案，为锻造工艺设计带来新见解。