1.本發(fā)明的金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是鎳基高溫合金鍛造工藝的物理模擬方法。背景技術(shù)：2。鍛造作為一種金屬材料的成型方法，為大型零件的制造和高端金屬結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的支持，并得到了全球的大力推廣和應(yīng)用。鎳基高溫合金gh4169廣泛應(yīng)用于航空航天、石化油田、高端模具等關(guān)鍵部件，具有良好的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和耐久性；大軸部件和大部件的形成需要滿足組織均勻、性能好的要求，以確保使用壽命。然而，這些大型鍛造鍛造過程和鍛造過程的物理模擬方法是一個(gè)大問題。鍛造過程不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致大型鍛造組織不均勻，不同部位的性能不同，容易不滿足使用條件，影響航空航天等大型關(guān)鍵設(shè)備的服務(wù)。3.目前，大型鍛件鍛造過程中常用的物理模擬方法有單變形、等溫變形、冷卻單變形等。對(duì)于大型鍛件的鍛造過程，單變形物理模擬只有一次變形，不能模擬多變形對(duì)材料組織的影響，對(duì)鍛造過程的制定沒有幫助；溫度變形物理模擬只模擬鍛造時(shí)間短、鍛造速度快、空氣中高溫合金熱量快，零件與鍛錘的接觸也會(huì)改變材料的溫度?？紤]到鍛造過程中材料的冷卻問題，冷卻單變形物理模擬是一種新的鍛造模擬方法。然而，模擬結(jié)果和實(shí)際鍛造結(jié)果之間的差異只考慮到單次冷卻。然而，僅考慮到單次冷卻仍容易出現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)際鍛造結(jié)果的差異。4.因此，上述模擬方法不能準(zhǔn)確模擬鍛造過程，模擬結(jié)果與實(shí)際鍛造結(jié)果有很大差異，不能有效指導(dǎo)鎳基高溫合金的鍛造加工，迫切需要提供更接近實(shí)際鍛造過程的模擬方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：5。本發(fā)明為鎳基高溫合金鍛造過程提供了物理模擬方法。本發(fā)明提供的物理模擬方法接近鍛造的實(shí)際過程，模擬效果好，可操作性高，能有效指導(dǎo)鎳基高溫合金的鍛造加工。6.為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：7。鎳基高溫合金鍛造過程中的物理模擬方法包括以下步驟：8.(1)依次加熱、保溫、淬火鎳基高溫合金樣品，獲得預(yù)處理樣品；9..(2)依次加熱、第一保溫、冷卻、重復(fù)壓縮、冷卻、第二保溫、淬火，模擬樣品；10.步驟(1)中的保溫溫度為1020~1080℃，保溫時(shí)間為30~2000min；第一步(2)1020~1050℃，60~3000的保溫時(shí)間s；第二次保溫為950~105℃，60~3000的保溫時(shí)間s；12.重復(fù)壓縮-冷卻處理的重復(fù)次數(shù)超過3次，每次壓縮-冷卻處理包括依次壓縮和冷卻，每次壓縮工程變形量為10~30%，每次冷卻范圍為10~30%℃，冷卻后進(jìn)行下一次壓縮，直到最后一次冷卻結(jié)束。13.鎳基高溫合金是鎳基高溫合金的首選gh4169、inconel 625或inconel 718.14.鎳基高溫合金樣品為圓柱形樣品，直徑6~10mm，長度為10～20mm。13.鎳基高溫合金是鎳基高溫合金的首選gh4169、inconel 625或inconel 718.14.鎳基高溫合金樣品為圓柱形樣品，直徑6~10mm，長度為10～20mm。15.優(yōu)化步驟(1)中升溫率為8~10℃/min。16.淬火介質(zhì)為水，淬火速率為50~100℃/s。17.優(yōu)化步驟(2)中升溫率為8~10℃/s。18.重復(fù)壓縮-冷卻處理5次。19.重復(fù)壓縮-冷卻處理中的壓縮溫度為950~1050℃，每次壓縮溫度依次降低，壓縮壓力為1000~2000kgf，每次壓縮時(shí)間為2~10s，每次冷卻時(shí)間為5~30s。20.第一步(2)中的淬火方法是真空淬火，淬火時(shí)間為20~40s，淬火溫度為100~200℃。本發(fā)明還提供了上述物理模擬方法獲得的模擬樣品。22.本發(fā)明提供了鎳基高溫合金鍛造過程的物理模擬方法，包括以下步驟:(1)依次加熱、保溫、淬火鎳基高溫合金樣品，獲得預(yù)處理樣品；(2)依次加熱、第一保溫、冷卻、重復(fù)壓縮-冷卻、第二保溫、淬火，獲得模擬樣品；步驟(1)中的保溫溫度為1020~1080℃，保溫時(shí)間為30~2000min；第一次保溫溫度為1020~1050℃，60~3000的保溫時(shí)間s；第二次保溫為950~105℃，60~3000的保溫時(shí)間s；重復(fù)壓縮-冷卻處理的重復(fù)次數(shù)超過3次。每次壓縮-冷卻處理包括依次壓縮和冷卻，每次壓縮的工程變形為10~30%，每次降溫為10~30%℃，冷卻后進(jìn)行下一次壓縮，直到最后一次冷卻結(jié)束。本發(fā)明采用多次壓縮冷卻變形鍛造模擬鎳基高溫合金鍛造過程，控制模擬過程中的壓縮水平和冷卻程度，保證鍛造過程中材料冷卻對(duì)組織的影響，還原鍛造過程中錘頭對(duì)坯料的多次變形，實(shí)現(xiàn)變形過程中溫度變化導(dǎo)致材料組織不均勻的過程模擬，接近鍛造過程，模擬效果好，可操作性高，適用于同一鍛造方法的各種鎳基高溫合金，模擬樣品的組織和硬度與實(shí)際鍛造相同部位差異較??；在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，確定鎳基高溫合金的實(shí)際鍛造工藝，包括溫度范圍（初始鍛造和最終鍛造溫度）、鍛造變形等，有效指導(dǎo)鎳基高溫合金的鍛造工藝。實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鍛造模擬方法獲得的模擬樣品組織接近實(shí)際鍛造結(jié)果，同一部分粒度差小于1級(jí)，硬度差小于25級(jí)hbw。附圖23.圖1為物理模擬樣品組織觀察面示意圖；24.圖2為實(shí)施例1中獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖；25.圖3為實(shí)施例2中獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖；26.圖4為實(shí)施例3中獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖；27.圖5為實(shí)施例4中獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖。本發(fā)明提供了鎳基高溫合金鍛造過程的物理模擬方法，包括以下步驟：29.(1)鎳基高溫合金樣品依次加熱、保溫、淬火，預(yù)處理樣品30.(2)依次加熱、第一次保溫、冷卻、重復(fù)壓縮、冷卻、第二次保溫、淬火、模擬樣品；31.步驟(1)保溫1020~1080℃，保溫時(shí)間為30~2000min；第一保溫為1020~105℃，60~3000的保溫時(shí)間s；第二次保溫為950~105℃，60~3000的保溫時(shí)間s；33.重復(fù)壓縮-冷卻處理的重復(fù)次數(shù)超過3次。每次壓縮-冷卻處理包括依次壓縮和冷卻。每次壓縮工程的變形量為10~30%，每次冷卻范圍為10~30%℃，冷卻后進(jìn)行下一次壓縮，直到最后一次冷卻結(jié)束。34.本發(fā)明依次加熱、保溫、淬火鎳基高溫合金樣品，獲得預(yù)處理樣品。34.本發(fā)明依次加熱、保溫、淬火鎳基高溫合金樣品，并獲得預(yù)處理樣品。本發(fā)明所述鎳基高溫合金優(yōu)先選擇鎳基高溫合金gh4169、inconel 625或inconel 718；鎳基高溫合金樣品為圓柱形樣品，直徑6~10mm，更優(yōu)選為8mm，長度為10~20mm，更優(yōu)選為12～15mm。在本發(fā)明中，當(dāng)鎳基高溫合金的原尺寸不符合上述條件時(shí)，本發(fā)明優(yōu)先加工鎳基高溫合金。本發(fā)明對(duì)加工方法無特殊限制，可獲得上述尺寸樣品。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，鎳基高溫合金優(yōu)先采用線切割機(jī)加工。本發(fā)明控制鍛造模擬樣品的尺寸，便于后續(xù)組織觀察。35.在本發(fā)明中，步驟(1)中的升溫率優(yōu)先為8~10℃/min；加熱的初始溫度為室溫，最終溫度為步驟(1)中的保溫溫度；步驟(1)保溫溫度為1020~1080℃，優(yōu)選為1020～1040℃，保溫時(shí)間為30~2000min，優(yōu)選為50～150min；步驟(1)在電阻加熱處理爐中選擇加熱保溫工藝；絕緣后淬火(記為第一淬火)；第一淬火淬火介質(zhì)為水，淬火速率為50~100℃/s，淬火終點(diǎn)溫度為50~100℃。本發(fā)明通過加熱、、保溫、第一淬火對(duì)鎳基高溫合金樣品進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)整原樣品粒度，使預(yù)處理樣品粒度基本一致，去除材料內(nèi)部應(yīng)力，提高材料一致性，避免殘余應(yīng)力對(duì)材料組織的影響，進(jìn)一步提高鍛造模擬的準(zhǔn)確性和一致性。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，最好將鎳基高溫合金樣品放置在電阻加熱熱處理爐的溫度測量偶附近，并使用溫度保持良好的熱處理爐，使材料的晶粒度更加一致。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，最好將鎳基高溫合金樣品放置在電阻加熱熱處理爐的溫度測量偶附近，并使用溫度保持良好的熱處理爐，使材料的晶粒度更加一致。36.獲得預(yù)處理樣品后，本發(fā)明將對(duì)預(yù)處理樣品進(jìn)行加熱、第一壓縮冷卻、第二絕緣和淬火，并獲得模擬樣品。本發(fā)明步驟(2)中升溫率為8~10℃/s，更優(yōu)選為9～10℃/s，加熱的初始溫度為室溫，最終溫度為第一保溫溫度；第一保溫溫度為1020~1050℃，優(yōu)選為1030～1040℃，第一次保溫的保溫時(shí)間為60~300s，優(yōu)選為100～250s；第一次保溫后冷卻，具體來說，冷卻到第一次壓縮溫度，冷卻速率優(yōu)先為0.5～5℃/s。37.本發(fā)明重復(fù)壓縮冷卻處理3次以上，優(yōu)先3~5次；每次壓縮冷卻處理包括依次壓縮冷卻，每次壓縮工程變形10~30%，優(yōu)先15~35%，每次冷卻范圍10~30%。℃，優(yōu)選為20℃，冷卻后進(jìn)行下一次壓縮(即冷卻的終點(diǎn)溫度為下一次壓縮溫度)，直到最后一次冷卻結(jié)束。重復(fù)壓縮-冷卻處理中的壓縮溫度優(yōu)先為950~1050℃，而且每次壓縮溫度依次降低(相鄰兩次壓縮溫度降低幅度為降溫幅度)，壓縮壓力優(yōu)先為1000~2000kgf，更優(yōu)選為1500～2000kgf，本發(fā)明在鍛造模擬壓縮時(shí)施加固定壓力，使材料變形更好。重復(fù)壓縮-冷卻處理中的每次壓縮時(shí)間為2~10s，更優(yōu)選為3～8s；每次冷卻時(shí)間為5~30s，冷卻速率為0.5～5℃/s。38.以壓縮-冷卻處理次數(shù)為三次為例，說明本發(fā)明的重復(fù)過程為1040℃、每次降溫幅度為20℃例如，第一次、第二次和第三次壓縮的溫度分別為1040℃、1020℃和1000℃，第三次壓縮完成后，冷卻至980℃，即完成三次壓縮-冷卻處理。39.重復(fù)壓縮-冷卻后，第二次保溫溫度為950~1050℃，優(yōu)選為950～1020℃，第二次保溫的保溫時(shí)間為60~300s，優(yōu)選為100～300s，更優(yōu)選為200～300s。39.重復(fù)壓縮-冷卻后，第二次保溫溫度為950~1050℃，優(yōu)選為950～1020℃，第二次保溫的保溫時(shí)間為60~300s，優(yōu)選為100～300s，更優(yōu)選為200～300s。本發(fā)明通過控制鍛造模擬過程中的參數(shù)，可以進(jìn)一步提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，從而進(jìn)一步提高鍛造模擬的質(zhì)量。40.在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，首選升溫、第一保溫、冷卻、重復(fù)壓縮-冷卻處理和第二保溫gleeble-在3500熱模擬機(jī)中放置預(yù)處理樣品gleeble-在3500熱模擬器的左壓頭和右壓頭之間，預(yù)處理樣品與壓頭之間的軸向?qū)χ校嚮邷睾辖鹋c壓頭接觸gleeble-3500熱模擬機(jī)依次加熱、第一保溫、冷卻、重復(fù)壓縮冷卻處理和第二保溫。重復(fù)壓縮冷卻處理后，直接控制gleeble-3500熱模擬機(jī)升溫至第二保溫溫度，升溫率為8~12℃/s，更優(yōu)選為10℃/s。重復(fù)壓縮冷卻處理后，直接控制gleeble-3500熱模擬機(jī)升溫至第二保溫溫度，升溫率為8~12℃/s，更優(yōu)選為10℃/s。本發(fā)明所述gleeble-3500熱模擬機(jī)的具體來源沒有特殊限制，這是該領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的城市

　　可銷售產(chǎn)品。本發(fā)明采用gleeble模擬機(jī)的鍛造模擬可以更準(zhǔn)確地控制工藝參數(shù)，從而獲得所需的模擬過程。本發(fā)明對(duì)每次壓縮完成后的卸載方有特殊限制gleeble-3500熱模擬機(jī)卸壓即可。41.第二次保溫完成后，本發(fā)明對(duì)樣品進(jìn)行淬火(記為第二次淬火)，第二次淬火為真空淬火，第二次淬火為20~40s，優(yōu)選為30s，淬火后的溫度為100~200℃，更優(yōu)選為100～150℃。本發(fā)明通過控制淬火參數(shù)，可以進(jìn)一步減少材料沉淀相沉淀和材料晶粒再結(jié)晶，恢復(fù)高溫材料的物理狀態(tài)；本發(fā)明對(duì)真空淬火的具體操作沒有特殊限制，采用了該領(lǐng)域熟悉的真空淬火工藝。42.本發(fā)明還提供了上述物理模擬方法獲得的模擬樣品；本發(fā)明獲得的模擬樣品組織和硬度與鍛件相同部位的結(jié)果差異較小，可有效指導(dǎo)鎳基高溫合金的鍛造過程。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)本發(fā)明的模擬結(jié)果確定鎳基高溫合金工藝，包括實(shí)際鍛造的溫度范圍（開始鍛造和最終鍛造的溫度）和鍛造的變形，有效指導(dǎo)鎳基高溫合金的鍛造加工。43.本發(fā)明中的技術(shù)方案將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例進(jìn)行清晰、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分，而不是所有的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員獲得的所有其他實(shí)施例均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。44.下列實(shí)施例中使用的鎳基高溫合金樣品為直徑為10的圓柱形樣品mm，長度為15mm。45.在以下實(shí)施例中，測試準(zhǔn)備好的樣品組織。樣品解剖觀察方法如圖1所示，加工模擬樣品，獲得組織晶粒度測試樣品《gbt6394-2017金屬平均晶粒度測定方法，測試樣品的晶粒度。46.實(shí)施例147.鎳基高溫合金gh4169樣品依次放置在熱處理爐中加熱保溫，加熱速度為10℃/min，升溫至1040℃保溫60min，保溫后，取出樣品，立即進(jìn)行水淬，得到預(yù)處理樣品。48.放置預(yù)處理樣品gleeble-鎳基高溫合金保持在3500熱模擬器的左壓頭和右壓頭之間gh鎳基高溫合金通過移動(dòng)主動(dòng)模端與壓頭軸向?qū)χ?，與壓頭接觸。樣品安裝后加熱，加熱速率9℃/s，升溫至1050℃保溫30s，然后降溫至1040℃第一次壓縮，第一次壓縮后冷卻10s，每次冷卻速率為2℃/s，然后進(jìn)行下一次壓縮和冷卻，共5次壓縮和冷卻，每次壓縮壓力為2萬kgf，每次壓縮工程變形為15%，每次冷卻速率與時(shí)間一致，第二~第五次壓縮溫度依次為1020℃、1000℃、980℃和960℃，第五次壓縮后降溫至940℃；然后升溫至1000℃保溫200s；真空淬火后保溫30次s，淬火結(jié)束為100℃，獲取模擬樣品。49.模擬樣品的組織和實(shí)際鍛造試件(初始鍛造溫度為1040)℃，終鍛溫度為960℃，鍛造每次變形15%，五次變形后回爐保溫10%min)相同部位的晶粒度差小于1級(jí)，硬度差為18級(jí)hbw。50.圖2是實(shí)施例1獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖，其中模擬樣品的晶粒度為5.5級(jí)，實(shí)際鍛造樣品的晶粒度為6級(jí)。51.實(shí)施例252.鎳基高溫合金gh4169樣品依次放置在熱處理爐中加熱保溫，加熱速度為10℃/min，升溫至1020℃保溫120min，保溫后，取出樣品，立即進(jìn)行水淬，得到預(yù)處理樣品。53.放置預(yù)處理樣品gleeble-鎳基高溫合金保持在3500熱模擬器的左壓頭和右壓頭之間gh鎳基高溫合金通過移動(dòng)主動(dòng)模端與壓頭軸向?qū)χ?，與壓頭接觸。樣品安裝后，加熱速度為10℃/s，升溫至1030℃保溫60s，然后降溫至1020℃第一次壓縮，第一次壓縮后冷卻20s，每次降溫率為1℃/s，然后進(jìn)行下一次壓縮和冷卻，共3次壓縮和冷卻，每次壓縮壓力為15000kgf，每次壓縮工程變形為18%，每次冷卻速率與時(shí)間一致，第二次和第三次壓縮的溫度依次為1萬℃、980℃，第三次壓縮后降溫至960℃；然后升溫至980℃保溫250s；真空淬火后保溫30次s，淬火結(jié)束為120℃，獲取模擬樣品。54.模擬樣品的組織和實(shí)際鍛造樣品(初始鍛造溫度為1020)℃，終鍛溫度為980℃，鍛造每次變形18%，三次變形后回爐保溫10%min)相同部位的晶粒度差小于1級(jí)，硬度差為14級(jí)hbw。55.圖3是實(shí)施例2獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖，其中模擬樣品的晶粒度為6.5級(jí)，實(shí)際鍛造樣品的晶粒度為7級(jí)。55.圖3為實(shí)施例2獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖，其中模擬樣品的晶粒度為6.5級(jí)，實(shí)際鍛造樣品的晶粒度為7級(jí)。56.實(shí)施例357.用鎳基高溫合金代替鎳基inconel 625，其余條件與實(shí)施例1相同。58.經(jīng)觀察，模擬樣品的組織接近實(shí)際鍛造樣品（與實(shí)施例1中實(shí)際鍛造樣品的鍛造條件相同）。同一部分的粒度差小于1級(jí)，硬度差為22級(jí)hbw。59.圖4是實(shí)施例3獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖，其中模擬樣品的晶粒度為5級(jí)，實(shí)際鍛造樣品的晶粒度為5.5級(jí)。60.實(shí)施例461.替換鎳基高溫合金inconel 718.其余條件與實(shí)施例2相同。62.經(jīng)觀察，模擬樣品的組織接近實(shí)際鍛造樣品（與實(shí)施例2中實(shí)際鍛造樣品的鍛造條件相同），同一部分的粒度差小于1級(jí)，硬度差為16級(jí)hbw。63.圖5是實(shí)施例4中獲得的模擬樣品(左)與實(shí)際鍛造樣品(右)相同部位的組織對(duì)比圖，其中模擬樣品的晶粒度為6級(jí)，實(shí)際鍛造樣品的晶粒度為6.5級(jí)。64.以上只是本發(fā)明的首選實(shí)施方法。應(yīng)當(dāng)指出，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也可以在不脫離本發(fā)明原則的情況下進(jìn)行改進(jìn)和修復(fù)，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。