低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能

通过拉伸试验、显微组织观察等手段,研究了初始应变速率和变形温度对低温等径角挤压(ECAP)制备的1050铝合金拉伸性能及晶粒大小的影响。结果表明,随初始应变速率的增加,流动应力不断增加;随着变形温度的升高,流动应力不断减小。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1)、变形温度为400℃时,合金具有最大的伸长率90.4%。当变形温度为400℃,初始应变速率大于或小于5×10~(-4)s~(-1)时,合金的伸长率均逐渐降低。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1),变形温度大于或小于400℃时,合金的伸长率均逐渐降低。随初始应变速率的降低和变形温度的增加,合金的晶粒尺寸增大明显。     

高温拉伸对2524铝合金显微组织与力学性能的影响

在应变速率为10~(-4)~10~(-1 )s~(-1)和温度为250~450℃范围内对2524铝合金板材进行单向热拉伸试验,研究了热变形参数对其显微组织及力学性能的影响。结果表明,当温度为400℃,应变速率为10~(-3 )s~(-1)时,2524铝合金开始表现出动态再结晶特征,升高温度以及降低应变速率,均有利于动态再结晶发生。在温度为250℃,应变速率为10~(-1 )s~(-1)时,抗拉强度最高为312 MPa,伸长率最低为13%。当温度恒定为250℃时,随应变速率的减小,抗拉强度降低42.9%,伸长率提高15.4%;当应变速率恒定为10~(-1 )s~(-1)时,随温度的升高,抗拉强度降低77.2%,伸长率提高285%,断口呈韧性断裂。     

Al-Mg-Sc-Zr合金冷轧板材的超塑性变形行为

在温度450~520℃和1.67×10~(-3)~1.00×10~(-1)s~(-1)。初始应变速率条件下对Al-Mg-Sc-Zr合金冷轧板材进行拉伸实验,研究该合金的超塑性流变行为,探讨其超塑性变形机理。结果表明:随着变形温度的升高,伸长率先增加后减小,在500℃和初始应变速率6.67×10~(-3)s~(-1)条件下获得的最大伸长率为740%。合金的应变速率敏感因子为0.40,激活能为101 kJ/mol;在超塑性变形过程中,合金组织发生明显的动态再结晶,使原始纤维状晶粒等轴化;Al_3(Sc,Zr)粒子可有效钉扎晶界,抑制晶粒长大;超塑性变形过程的主要变形机制为晶界滑移,协调机制为晶界扩散控制的位错蠕变。     

温度对Zr-45Ti-5Al-3V合金准静态力学性能的影响

在-100~200℃范围内不同应变速率(10-4,10-3和10-2s-1)下利用准静态拉伸和压缩实验研究了温度对Zr-45Ti-5Al-3V合金力学性能的影响.结果表明,在拉伸条件下,Zr-45Ti-5Al-3V合金具有较高的屈服强度和抗拉强度,室温时其屈服强度超过1355 MPa,但延伸率较小.随着温度的升高,合金的屈服强度和抗拉强度均下降,而塑性变形量则上升.在压缩条件下,温度对屈服强度的影响与拉伸时一致,而塑性变形量和断裂强度均在室温时最高,其他温度下变化规律与拉伸时一致.应变速率对合金的力学性能影响不大.     

BFe10-1-1合金动态再结晶行为

采用MMS~(-1)00热力模拟试验机对BFe10-1-1合金进行热压缩实验,研究了在温度800~1000℃和应变速率0.01~10 s~(-1)下的动态再结晶行为。基于加工硬化率对合金的应力应变进行分析,得到BFe10-1-1合金的动态再结晶临界应变。结果表明,BFe10-1-1合金在实验条件下发生了回复与动态再结晶,850℃时,0.01~10 s~(-1)下动态再结晶临界应变分别为0.106、0.109、0.103、0.099和0.089,即相同温度下,高的应变速率比低的应变速率先发生动态再结晶;1 s~(-1)时,80~1000℃对应的临界应变分别为0.111、0.103、0.094、0.097和0.096,即随着温度的升高,临界应变数值减小,动态再结晶提前;临界应力随应变速率的减小和变形温度的升高而减小。     

5A90铝锂合金电子束对接板超塑性变形行为与组织

采用高温拉伸试验法对5A90铝锂合金电子束对接板超塑性变形行为进行了研究,并用显微镜对焊缝变形前后的显微组织进行观察。结果表明,随温度升高和初始应变速率增大,焊板的伸长率先增大后减小,在450℃,5×10~(-3)s~(-1)时达到最大为168%;焊板接头部分的塑性变形率随初始应变速率增大而增大,随温度升高先增大后减小,在变形参数为475℃,1×10~(-2)s~(-1)时达到最大为92%。随变形进行,焊缝中共晶组织逐渐消失,枝状晶不断长大并"熔解"在粗大等轴晶内。元素扩散导致的晶界迁移参与协调了接头的变形,温度升高和应变速率增加都可提高晶界迁移速率。     

挤压态AZ631M镁合金显微组织及高温变形行为研究

研究了不同挤压比和挤压温度(挤压桶温度)对AZ631M镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响,探索了挤压态AZ631M镁合金最优时效处理工艺和热加工工艺。实验挤压比选用9、32、41、81,挤压温度为200、250、300℃。热处理采用挤压后固溶+时效(T6)和直接时效(T5)处理2种方式,绘制了在变形温度为300~450℃和初始应变速率为5×10~(-2)~5×10~(-4)s~(-1)的热加工图。结果表明:随着挤压温度从300℃降低到200℃,合金晶粒尺寸从31μm减小到14μm,抗拉强度从325 MPa增加到368 MPa,伸长率从13.6%增加至17.3%。随着挤压比增加从9到81,合金晶粒尺寸从24μm减小至8μm,抗拉强度从277 MPa增加至376 MPa,伸长率从16.1%降低至15.3%。挤压温度为250℃,挤压比为32,挤压速度为60 mm/min挤压、T6(420℃/8 h+210℃/18 h)处理后,AZ631M镁合金抗拉强度与挤压态AZ631M(330 MPa)对比提高了18%,达到390 MPa,伸长率降低了40%。和铸态AZ631M相比,挤压态AZ631M的热加工区域增大,最优热加工区域为温度400~450℃,初始应变速率5×10~(-4)~1.5×10~(-3)s~(-1)。     

铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为研究

采用高温拉伸试验方法对5A90铝锂合金电子束焊焊板超塑性变形行为进行了研究。结果表明,焊板的断裂位置在母材部分,焊板接头可以承受高温变形而不破坏,但接头对焊板超塑性变形的贡献较小。随着温度的降低或初始应变速率的增大,焊板的应力应变曲线整体上移,在变形参数范围内焊板的峰值流变应力小于35.4 MPa。焊板的伸长率随温度升高和初始应变速率的减小而先增大后减小,在变形条件为450℃、5×10~(-3)s~(-1)时达到最大,为168%。焊板接头部分的塑性变形率随初始应变速率增大而增大,随变形温度的升高而先增大后减小,塑性变形率在变形条件为475℃、1×10~(-2)s~(-1)时达到最大,为92%。     

等温锻造应变速率对机械盘件TC4钛合金力学性能和耐磨损性能的影响

采用不同的等温锻造应变速率进行了机械盘件TC4钛合金的锻造成形,并进行了室温力学性能和耐磨损性能的测试和分析。结果表明:等温锻造应变速率对机械盘件TC4钛合金的力学性能和耐磨损性能产生明显影响;随等温锻造应变速率从6×10~(-4)s~(-1)增大到6×10~(-3)s~(-1),试样的抗拉强度先减小后增大,断后伸长率和磨损体积先增大后减小;与6×10~(-4)s~(-1)应变速率相比,采用6×10~(-3)s~(-1)应变速率的抗拉强度增大了15 MPa,断后伸长率减幅较小,减小了1.9%,磨损体积减小了3×10~(-3)mm~3,试样的力学性能和耐磨损性能均先下降后提高。机械盘件TC4钛合金的等温锻造应变速率优选为6×10~(-3)s~(-1)。     

Invar 36合金厚板三点弯曲回弹规律研究

采用Ls-Dyna软件,利用Swift硬化模型、Mises屈服准则,建立三点弯曲有限元模型,模拟研究了不同厚度、不同温度下Invar 36合金厚板的回弹规律。依据模拟结果,设计制作三点弯曲模具,在万能液压机上进行三点弯曲回弹试验。结果表明,板料厚度越大,成形温度越高,回弹程度越小。室温下材料厚度从12.7增加至19.05 mm时,回弹量由19.73%降至10.76%,减小了45.5%;19.05 mm厚度的板料成形温度为室温时回弹量为10.76%,而当成形温度升高至800℃时回弹量则降至1.4%,减小了87.0%。有限元模拟结果和试验结果吻合度高,表明该有限元模型、材料模型可有效预测Invar 36合金不同厚度、不同温度下的回弹情况。     

应变速率对含稀土TRIP/TWIP钢变形行为的影响

分析了含RE的TRIP/TWIP钢的变形行为。结果表明:在动态条件下,屈服强度随应变速率的增加呈缓慢上升的态势,但当应变速率达到1×10~3s~(-1)时,屈服强度显著增加;抗拉强度随应变速率的增加而下降,应变速率达到1×10~3s~(-1)时,抗拉强度增加;应变速率愈快,屈服强度与抗拉强度的差值愈小;伸长率则随应变速率的增加在低应变速率下变化不明显,当达到1×10~3s~(-1)时,下降较明显。在1×10~3s~(-1)下的应变速率,屈服强度和n值高于静态下的屈服强度和n值,这说明高速应变下的抗载能力和拉延性更强。     

预孪晶AQ80镁合金热压缩本构方程及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对预孪晶AQ80镁合金在变形温度为250~400℃、应变速率为1×10~(-3)~5 s~(-1)条件下进行热压缩实验。预孪晶AQ80镁合金本构方程的建立通过Arrhenius双曲正弦函数推导而来。基于动态材料模型,建立在应变量为0.1、0.3和0.5下的热加工图。结果表明:预孪晶AQ80镁合金的流变应力随着变形温度升高和应变速率下降而减小,热加工图中耗散峰值(η=48%)区出现在低温低应变速率范围(250~280℃,1×10~(-3) s~(-1))。结合热加工图和其对应区域的金相组织进行分析得出:应变量为0.5的失稳区在温度为250~400℃、应变速率为0.1~5 s~(-1)范围内;然而,加工安全区在温度为300~400℃、应变速率在1×10~(-3)~1×10~(-2) s~(-1)范围内,组织特征表现为动态再结晶。     

拉伸条件下镁合金第Ⅱ阶段加工硬化

在温度为25~100℃,应变速率为3×10~(-2)~3×10~(-3) s~(-1)范围内,对挤压态AZ31镁合金沿挤压方向进行拉伸试验,研究了第Ⅱ阶段加工硬化产生的条件及机理。结果表明,温度≤75℃,应变速率≥10~(-2) s~(-1),镁合金出现第Ⅱ阶段加工硬化,其加工硬化率为2 400~2 650 MPa。产生第Ⅱ阶段加工硬化的主要原因是,低温、高应变速率拉伸时,屈服应力升高,镁合金发生屈服时的初始位错密度及位错密度累积速率增加。当初始位错密度≥4.62×10~(16)m~(-2)时,镁合金出现第Ⅱ阶段加工硬化。     

温轧Al—8Mg—0.2Zr合金的超塑性

温轧Al-8Mg-0.2Zr合金在较低的温度(325℃)下即表现良好的超塑性。其在恒应变速率1×10~(-3)s~(-1)下拉伸时的延伸率达400%,采用两段速率拉伸可获得更高的延伸率(630%)。     

SPZ钛合金超塑性变形后的微观组织研究

研究了SPZ钛合金的超塑性变形及其变形前后的显微组织。研究结果表明,大塑性变形后,SPZ合金轧棒组织为利于超塑性的细小均匀的等轴组织。SPZ合金在740℃～800℃之间具有超塑性,在760℃,初始应变速率为1.11×10~(-3)s~(-1)时,合金的最大超塑延伸率可达2149％；应变速率为1.11×10.~(-2)s~(-1)时,超塑延伸率仍可达1380％。超塑性变形后的晶粒尺寸比变形前粗大,变形温度越高,晶粒长大程度越大。变形前合金的晶粒尺寸为0.89μm；应变速率为2.22×10~(-3)s~(-1)时,在740℃,760℃,780℃变形后晶粒尺寸分别为1.51μm,2.33μm,3.21μm。SPZ合金超塑性变形的微观机制足以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起协调作用。合金超塑性变形与类流态的关系还有待深入研究。     

均匀化处理的6063铝合金的热压缩变形行为及组织演变

为了考察6063铝合金在较高应变速率下的变形行为,采用Gleeble-3500热模拟试验机对合金在变形温度390~510℃和应变速率1~20 s~(-1)进行热压缩试验。结果表明:流动应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高。在应变速率为1~10 s~(-1)时,流动应力随着应变增加逐渐进入稳态流动阶段;在应变速率为20 s~(-1)时,流动应力达到峰值后随应变量增加而下降。通过热加工图获得适宜的热变形工艺参数为:变形温度460~490℃,应变速率2~6.3 s~(-1)。合金在失稳区发生局部流动和剪切变形,在安全加工区域组织更均匀。随着温度升高和应变速率下降,位错密度减小,合金发生动态再结晶。     

应变速率和温度对Mg-1Y挤压板材拉伸变形行为的影响（英文）

在温度为25～300℃应变速率为0.001～0.1 s~(-1)的范围内研究了Mg-1Y (质量分数,%)挤压板材的拉伸变形行为。结果表明:在0.1s~(-1)的应变速率下,当温度从室温增加至300℃时抗拉强度从(247.9±5.8)MPa到(125.6+4.7)MPa降低了49.3%。板材即使在室温下也表现出了明显的应变速率敏感性。室温下,当应变速率从0.1 s~(-1)降低至0.001 s~(-1),抗拉强度降低11.8%。在室温和250℃温度范围内可以通过Garofalo双曲正弦本构方程来描述合金的流变行为。测得的应力指数n为27.8±8.9,激活能Q为(124.6±6.1) k J/mol,Q值意味着变形是位错攀移控制。在中间温度(150～250℃)时板材表现出锯齿流变行为,这种现象在较低应变速率更明显。同时断裂延伸率随着温度升高而反常地降低。认为上述2种变形特征和Y原子和位错的强烈的相互作用有关系,这种作用即为动态应变时效(DSA)。应变速率敏感因子(m)随温度升高而增加。在300℃下m从0.068增加至0.11,说明Y元素的添加可以激活更多滑移系。变形后显微组织的观察表明孪晶被温度抑制,同时与增大的m相一致。300℃下观察到有动态再结晶(DRX)的出现,应变速率越低DRX越明显。     

特大型支承辊用Cr4合金钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为700~1200℃,应变速率为0.002~5 s~(-1)、最大变形量为55%条件下对特大型支承辊Cr4合金钢进行热压缩试验,研究了该合金的热变形行为及热加工特征,建立了Cr4合金钢在试验条件下的热加工图。结果表明:在其他变形参数恒定时,Cr4合金钢的热变形真应力随应变速率的升高而逐渐变大,随变形温度的提高而急剧降低;在变形温度为750~900℃,应变速率为0.002~0.01 s~(-1),变形温度为750~800℃,应变速率为0.049~2.718 s~(-1)和变形温度为800~1050℃、应变速率为0.1~4.482 s~(-1)的3个区域内易产生流变失稳现象;动态再结晶是触发材料流变软化及稳态流变的主要原因,Cr4合金钢的安全热加工区域的变形温度在950~1150℃之间、应变速率在0.018~0.223 s~(-1)之间。     

TA32钛合金板材的超塑性能研究

研究了真空环境中TA32钛合金板材在温度950℃、应变速率5. 32×10~(-4)～2. 08×10~(-2)s~(-1)条件下的超塑性变形行为。结果表明,在不同应变速率条件下,合金的流变应力曲线特征和显微组织演变显著不同。在应变速率较低(5. 32×10~(-4)～3. 33×10~(-3)s~(-1))条件下,拉伸真应力-真应变曲线呈传统超塑变形的稳态流动特征,变形后的合金中初生α相晶粒尺寸较大;在高应变速率(8. 31×10~(-3)s~(-1)～2. 08×10~(-2)s~(-1))条件下,拉伸真应力-真应变曲线中流变应力增大到峰值后快速单调递减直至试样断裂,合金变形过程中初生α相发生动态再结晶,晶粒尺寸较低应变速率条件下显著细化。950℃时,TA32钛合金板材均具有超塑性变形能力,超塑性延伸率在145%～519%之间;当应变速率为5. 32×10~(-4)s~(-1)时,具有最佳的超塑性,拉伸延伸率可达519%。断裂区形貌分析发现,TA32钛合金板材的超塑性断裂模式为空洞聚集-连接-长大型断裂。     

基于热成形-淬火一体化工艺的7075-T4铝合金板材的高温流变及断裂行为研究

模拟了7075-T4铝合金板材的热成形-淬火一体化工艺并进行了高温拉伸试验,以研究合金的高温力学性能和断裂机制。结果表明:在应变速率和温度共同主导下,随着初始拉伸温度的升高,合金的抗拉强度由淬火态的397. 0 MPa下降到了440℃时的68. 3 MPa,断后伸长率由淬火态的15%缓慢升高到了440℃时的26. 1%;在0. 01 s~(-1)以上较高应变速率下,合金的抗拉强度随着应变速率的增大而升高;在0. 01 s~(-1)以下较低应变速率下,合金的抗拉强度随着应变速率的增大而降低。当沿轧制方向拉伸时,合金的抗拉强度和断后伸长率均高于沿与轧制方向呈45°和90°方向拉伸的合金,具有明显的各向异性特征。此外,合金的切向韧性与颈缩延性断裂转折温度约为358℃,断裂机制为微孔聚集型断裂。