GH是一种固溶强化型钴基高温合金，具有良好的高温热强性、高温抗氧化性，是制造航空工业重要的材料之一，常用于制备航空发动机涡流板、燃烧室内壁、外壁、冷却环等高温部件。由于高温合金在常温下塑性较低，其塑性成形加工一般在高温下进行，因此GH合金的高温变形特性对成形工艺的制定具有重要的指导意义。本文针对GH合金的高温变形行为，拟建立描述材料流动特性的本构方程，从而为其热加工工艺的制定提供理论依据。
GH的主要基体为钴。基体钴对待测元素均有一定的增强效应，其中对铋和硼的测定影响较大。试验采用基质匹配法来消除此干扰。此外，共存元素铬、镍、钨对待测元素均有干扰。为了消除此类干扰，试验采用基体匹配法进行校正。
GH已用于制作航空发动机燃烧室筒、导向叶片等高温部件。GH(GH)应用概况与特殊要求：该合金在国外广泛应用于制造燃气涡轮及导弹的高温部件，如燃烧室、尾喷管及核能工业中的热交换器等零部件。在国内用该合金制成的航空发动机燃烧室火焰筒和导向叶片等高温部件已通过长期试车考验，并投入生产应用。用该合金板材加工成零件的制造工艺中，任何工序（如热处理、焊接等）均应防止渗碳及铜污染，以免损害合金的力学性能和耐蚀性能。
1、试验材料及方法
1.1原材料选择
试验用原材料为mm的GH合金棒材，化学成分见表1。
1.2试验方法
从GH合金棒材切取并加工成尺寸φ08mrn×12mm的热压缩试样，在热模拟机上进行高温压缩变形试验。为了保证试样在压缩过程中处于轴向应力状态，在试样两端面涂抹高温润滑剂以减小试样与压头问的摩擦力。试样变形温度分别为，，和℃，应变速率分别为10、1、0.1和0.11S，变形量为50%。试样加热至变形温度后保温5min，热压缩过程中应变速率和变形温度均保持恒定。应力、应变和温度等数据由热模拟试验机自动采集。
对GH样品进行加标试验，平行测定多次，计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)，结果均满足日常检测要求。由于市场上暂时没有相关牌号或基体相同的标准物质，因此采用方法比对来验证结果的准确度。
钨的作用是固溶强化，使合金具有优良的高温热强性。敞开式溶解GH合金时，除了加入一定体积的盐酸-硝酸混合液，还需要加入硫酸-磷酸混合液，这使得溶液酸度过高，且硫酸-磷酸混合液冒烟，不能直接进入电感耦合等离子体质谱仪，否则会导致仪器受损。试验采用微波消解前处理方法解决上述问题，并进一步考察了消解酸用量对GH合金消解的影响。经过试验探究，选择了合适用量的盐酸、硝酸和氢氟酸为消解酸。
另外，降低变形温度和提高应变速率均使试验材料的流动应力大幅度升高。这是因为应变速率增加会使得合金内部位错增殖速度增加，位错运动阻力增大，动态恢复和动态再结晶引起的软化效果相对减弱，加工硬化效果增强，因此最终导致流变应力增大。当应变速率一定时，随变形温度的升高，合金内存储的能量增大，所需的激活能降低，因此能够在相对较低的流变应力和应变条件下实现动态回复和动态再结晶。这说明GH合金的流动应力对变形条件十分敏感，因此合金锻造过程中应准确合理的控制这两个工艺参数。
2试验结果及分析
图1是GH合金在不同变形温度和不同变形速率下热压缩的真应力一真应变曲线。从中可以看到，GH合金在不同试验条件下的真应力一真应变曲线变化规律较为相似：在初始变形阶段，由于位错大量增殖和积累，加工硬化占主导地位，流变应力随应变的增加急剧增大；随变形量的不断增加，由于位错密度不断增高，晶体内部存储的能量不断增加，当真应变超过一定值后，合金出现产生动态回复和动态再结晶，流变应力不再随应变量的继续增加而发生明显的变化，出现稳态流变特征。
另外，降低变形温度和提高应变速率均使试验材料的流动应力大幅度升高。这是因为应变速率增加会使得合金内部位错增殖速度增加，位错运动阻力增大，动态回复和动态再结晶引起的软化效果相对减弱，加工硬化效果增强，因此最终导致流变应力增大。当应变速率一定时，随变形温度的升高，合金内存储的能量增大，所需的激活能降低，因此能够在相对较低的流变应力和应变条件下实现动态回复和动态再结晶。这说明GH合金的流动应力对变形条件十分敏感，因此合金锻造过程中应准确合理的控制这两个工艺参数。
3、GH合金本构方程
3.1本构方程的建立
金属材料高温变形过程一般采用本构方程来描述合金流动应力与应变速率、变形温度之间的关系：
从式(1)中可以看到，其中并不包含应变对流动应力的影响。而多份研究结果指出，合金在实际变形过程中，高温条件下积累的塑性应变也是一个不可忽略的重要变量。因此，在本构方程中必须引入等效应变，可以表示为：
因此，本研究将a、、A和Q等材料常数视为应变量￡的函数，通过对不同应变量下的材料常数进行回归拟合，建立改进的GH合金的本构方程。
3.2材料参数的确定
将材料参数值代入式(1)，整理后得到GH合金的本构方程：
图7为不同应变速率和温度下的计算值和试验值对比，其中实线为试验值，虚线为计算值。可以看到两者相对误差较小，这说明所建立的本构方程具有良好的预测能力。
4、结论
(1)在本试验条件下，变形温度和应变速率对GH合金的流变应力影响强烈，随变形温度升高和变形速率的降低，相同变形程度下合金的流变应力显著降低，并且在较低的应变下合金即可达到稳态流变状态。
(2)建立了包含应变量因素的GH合金高温变形本构方程，较好地反映了合金在热变形过程中流变应力的变化规律。
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