1.引言
GH44合金是固溶强化型的镍基高温合金，室温变形抗力大，加工硬化现象严重，因而，热变形是其比较理想的成形方法。为了深入地了解GH44合金的热力参数对其组织和成形性能的影响，可以应用Gleeble热模拟试验再现材料受热与受力的物理过程,充分而精确地揭示材料在热加工过程中的组织与性能变化规律，评定与测试材料热加工时出现的问题。这也是建立数据库、数学模型和专家系统的前提和基础，为制定合理的热加工工艺提供理论指导和技术依据。
本文从正交设计的原理出发，系统地研究了热力参数对GH44合金热成形性能的影响，建立了材料的本构方程，为合金的热变形过程数值模拟、组织预报和控制提供了依据。
2.热模拟试验
2.1试验方案
试验在Gleeble—热模拟试验机上进行，以流动应力为目标函数，研究在℃、℃、℃、8o0℃、℃时GH44合金在0.01/s、0.1/s、1/s速率条件下的热压缩行为，其总变形量控制在50%，以获得热力参数(变形温度、变形速度和变形程度等）对目标函数的影响规律。试样尺寸为6mm×12mm，热电偶测温，端面采用石墨润滑以减小摩擦的影响。
2.2试验数据
根据上述试验方案，分别对不同影响因素下GH44合金进行热模拟试验，其结果见表1。
3试验结果分析
3.1统计与回归
3.1.1正交设计
正交试验是以数理统计和概率论为理论基础，且试验点具有均衡分散性，试验数据具有综合可比性。因此，本文基于正交设计原理，应用拟水平法可以将试验结果归纳为3因素（等效应变、等效应变速率和变形温度)5水平的正交设计表。表2为试验中定义参数的因子和水平。
根据确定的因子与水平选用L(5^6）正交表，按照表头设计的内容归纳并完成正交试验表。
3.1.2本构关系
GH44合金材料的流动应力受到变形程度、应变速率和变形温度的影响，基于正交设计的均衡搭配性质，可以应用正交多项式将流动应力与各因子间的函数关系回归出来，即为合金的本构方程。
根据正交多项式的回归原理与方法，合金的本构方程应为:
3.2结果分析
3.2.1等效应变速率
应变速率对流动应力的影响规律如图1所示，其曲线呈单调上升趋势。这主要是由于金属塑性变形的本质是位错运动的结果，应变速率增加，变形过程缩短，金属内部的畸变程度加剧，临界剪切应力升高。同时，回复和再结晶进行的不充分，导致变形抗力增加。
3.2.2变形温度
变形温度对流动应力的影响最大，同时也是决定热变形后零件组织性能的主要因素之一。由图2可知，GH44合金流动应力随变形温度的升高呈单调下降趋势。随着温度的升高，临界剪应力降低，滑移系增加，合金中相组成比例、晶粒大小和形态均发生了变化，且逐渐由多相组织转变为单相组织，导致流动应力下降。
3.2.3变形程度
等效应变对流动应力的影响如图3所示。随着等效应变的增加，流动应力随之呈下降趋势。GH44合金的层错能较低，扩展位错中的层错带较宽，软化方式主要以动态再结晶为主。随着变形程度的增加，大量位错被再结晶核心的大角度界面推移而消除，软化效应大于因形变而造成的硬化效应，流动应力下降。
4试验验证
流动应力计算值和试验值间的对比结果见表3。结果表明，其相对误差在15%之内，可以满足工程需要，也说明回归方程是正确的。
5结论
热模拟试验与正交试验方法相结合是研究材料本构关系的有效方法之一。本文所建立的GH44合金本构关系较好地反应出热力参数对流动应力的数值关系和影响规律，为GH44合金的热变形参数的合理制定与控制提供了必要依据，也可以为合金的热变形过程数值模拟提供了精确的数学模型。
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