含稀土AZ31镁合金热压缩变形行为及加工图

在变形温度为250~400℃和应变速率为0.01~10s~(-1)的条件下,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对含稀土AZ31镁合金进行等温恒应变速率热压缩试验,获得了其真应力-应变曲线。确定了该合金在稳态应力下的Arrhenius流动应力模型参数,并基于动态材料模型理论(DMM)建立了其热加工图。结果表明,该合金的流动应力随应变速率的升高和温度的降低而增大。结合热加工图和显微组织演化分析,确定其适宜的热成形工艺区域有两个:0.03~0.8s~(-1),250~325℃和0.01~0.9s~(-1),350~400℃。     

AZ91镁合金的热加工图研究

使用Gleeble-1500型热模拟试验机对经420℃×12 h固溶处理的AZ91镁合金进行了单向热模拟压缩试验,建立并分析了变形温度为200~425℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)条件下的热加工图。结果表明,AZ91镁合金适合于在低应变速率、高变形温度条件下进行加工。变形温度的升高和应变速率的降低有利于动态再结晶的形核。适合于AZ91镁合金的热加工工艺参数为温度573~675K,应变速率0.01~0.1 s~(-1),可为制定AZ91镁合金的热加工工艺提供理论依据。     

ZE42镁合金热压缩流变本构方程和热加工图

采用Gleeble-3800热/力模拟试验机研究了应变速率为0.01~10s~(-1),变形温度为300~450℃的ZE42镁合金高温压缩变形时的流变特征,同时根据材料动态模型(DMM)建立了ZE42镁合金在应变量分别为0.35,0.40和0.45条件下的热加工图。结果表明,ZE42镁合金在试验温度范围内热压缩变形的平均表观激活能为151kJ/mol。应变量对该合金的热加工图有明显影响。当应变量为0.40时,仅在300℃,10s~(-1)附近或者是320℃,0.01s~(-1)附近的2个极小区域内处于失稳状态,然而当应变量为0.35和0.45时失稳区主要分布在温度320℃,应变速率在0.1~1.0s~(-1)的较大区间内。350~450℃,应变速率≤0.1s~(-1)为ZE42镁合金适宜的热加工区间,该区间功率耗散因子峰值η_(max)=83%,压缩变形主要为连续动态再结晶晶界滑动协调流变机制。     

AZ31镁合金的热塑性变形行为及组织演化

采用Gleeble-3800热模拟软件对退火后的AZ31镁合金的热塑性变形行为和组织演化进行研究。AZ31镁合金压缩温度为100～400℃,应变速率分别为0.001、0.1、10 s~(-1),压缩变形量为50%。研究了变形温度和应变速率对AZ31镁合金变形行为的影响。分析了镁合金的组织演化和断口形貌。结果表明,AZ31镁合金的最大应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小。在较低温度(100℃)和应变速率(0.001 s~(-1))下,组织是不均匀的,由细晶粒和粗晶粒以及一些孪晶组成。将温度提高到200℃,微观组织内大部分晶粒非常细小,动态再结晶发生得更为完全。继续提高温度到300℃以及400℃,晶粒有粗化的趋势。随着应变速率增加到0.1 s~(-1)和10 s~(-1),动态再结晶在300℃完全发生。     

欠时效态7075铝合金热变形行为及热加工图

采用Gleebe-3500型热模拟试验机对7075铝合金进行等温恒应变速率热压缩实验,研究了该合金在变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下的热变形行为,并据此建立了热加工图。结果表明:流变真应力随应变速率的升高而增大,随变形温度的升高而减小;经250℃、16 h欠时效处理的样品,其峰值应力要显著大于未经时效的样品;真应变为0.3和0.7的热加工图在250~350℃的温度区间、0.01~1 s~(-1)的应变速率区间均出现流变失稳;16 h欠时效态7075铝合金的最佳热变形参数为:变形温度400~450℃、应变速率0.01~0.001 s~(-1)。     

压缩条件下AZ31镁合金第Ⅱ阶段加工硬化

在温度为25℃~300℃、应变速率为3×10~(-2)s~(-1)~10~(-4)s~(-1)的条件下,对挤压态的AZ31镁合金沿挤压方向进行了压缩试验,试验研究了加工硬化率随应力的变化关系,以及产生第Ⅱ阶段加工硬化的原因。结果表明,在一定温度及应变速率范围内,加工硬化率随应力增加而增加,当加工硬化率达到峰值时即出现第Ⅱ阶段加工硬化。产生第Ⅱ阶段加工硬化的主要原因是压缩过程中,镁合金组织产生了{1012}拉伸孪晶,随着孪晶数量增加,大量孪晶界会阻碍位错运动,造成加工硬化率升高。     

锻态AZ80镁合金的高温压缩流变行为

通过热模拟试验研究了锻造开坯后细晶AZ80镁合金的高温压缩流变行为,应变速率范围为10~(-4)~10~(-1)s~(-1),温度范围为250~410℃。结果表明:锻造开坯后镁合金塑性变形能力较铸态明显改善,热激活能降低至178.09 kJ/mol;低温条件下(250~300℃),基体析出大量Mg_(17)Al_(12)相,材料动态再结晶不充分,导致应力集中,在较高应变速率(10~(-1)s~(-1))下变形时,产生了开裂缺陷;高温条件下(350~410℃),材料发生了完全动态再结晶,在变形温度350℃,应变速率10~(-1)s~(-1)条件下,晶粒尺寸由25.6μm进一步细化至12.5μm。AZ80镁合金适宜的模锻成形条件为:温度350~380℃,应变速率10~(-2)~10~(-1)s~(-1)。     

Al-7.0Zn-2.9Mg合金高温变形行为和加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机在温度为400℃~500℃,应变速率为0.01 s~(-1)~10 s~(-1)条件下对Al-7.0Zn-2.9Mg合金进行热压缩试验,研究该合金的热变形行为及热加工特征,建立了应力-应变本构方程和加工图。结果表明,Al-7.0Zn-2.9Mg合金在热压缩变形过程中,随着应变速率的增加和变形温度的降低,合金流变应力逐渐增大,流变应力达到峰值后曲线呈现稳态流变特征;合金在试验条件下的平均变形激活能为157.8 k J/mol。真应变为0.5的加工图表明,该合金在400℃~500℃高温变形时安全区域主要存在于低应变速率的条件下,较合适的加工温度为450℃~475℃,应变速率为0.1 s~(-1)~0.01 s~(-1)。     

Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的热变形行为及加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究Mg-5Sn-2.5Pb镁合金在变形温度250~450℃、应变速率为0.001~10 s~(-1)条件下的热压缩变形行为,并基于动态材料模型(DMM)建立了Mg-5Sn-2.5Pb镁合金在应变为0.6时的热加工图。结果表明,Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的高温流变应力对应变速率和温度的变化敏感,随变形温度的降低和应变速率的增大而增大;Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的最佳加工区域:变形温度为375~450℃、应变速率为0.01~0.3 s~(-1)。在此区域Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的显微组织为动态再结晶组织。     

ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织(英文)

在250~400°C的温度范围和0.1-50 s-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形,对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明,在低应变速率(0.1~1 s-1)下压缩变形时,再结晶主要发生在初始晶界上;在高应变速率(10~50 s-1)下压缩变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10~50 s-1和温度250~350°C的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此,合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10~50 s-1、变形温度250~350°C。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步,首先,高位错密度孪晶分割初始晶粒;然后,孪晶内的位错发生重排形成亚晶;最后,随着应变的增加而形成再结晶晶粒。     

AZ80和AZ80-Ca-Ce镁合金热变形组织演变及其加工图建立

采用Gleeble 3800数控式热-力物理模拟试验机对AZ80和AZ80-Ca-Ce两种镁合金开展了热压缩研究,在压缩变形温度300℃～500℃、应变速率0.000 5 s~(-1)～0.5 s~(-1)范围内研究热变形过程中两种镁合金流变行为及微观组织演变规律,建立了热加工图。结果表明:Ca和Ce联合微合金化使AZ80镁合金的热变形激活能从142 kJ/mol提高到172 kJ/mol。通过建立两种镁合金热加工图及组织观察可知,Ca、Ce联合微合金化使AZ80镁合金的高温高应变速率变形区由失稳区转变为安全区,确定AZ80-Ca-Ce镁合金最佳的热塑性加工区间为应变速率0.01 s~(-1)～0.000 3 s~(-1)、温度340℃～425℃。通过对不同热加工条件下的微观组织变形和演变机制分析表明,在变形失稳区,两种镁合金的软化机制均以动态回复为主;在变形安全区,Ca和Ce联合微合金化使AZ80镁合金的组织演变和软化机制向动态再结晶转变。     

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)。     

ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显徽组织

在250-400℃的温度范围和0.1-50 s^-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形,对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明,在低应变速率（0.1-1 s^-1）下压缩变形时,再结晶主要发生在初始晶界上;在高应变速率（10-50 s^-1）下压缩变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10-50 s^-1和温度250-350℃的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此,合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10-50 s^-1、变形温度250-350℃。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步,首先,高位错密度孪晶分割初始晶粒;然后,孪晶内的位错发生重排形成亚晶;最后,随着应变的增加而形成再结晶晶粒。     

生物可降解医用WE43合金流变行为及热加工图

采用Gleeble1500D热模拟试验机,在变形温度为350~500℃,应变速率为0.001~1s~(-1),最终应变量为60%的条件下,对可降解生物医用镁合金WE43的流变行为进行研究,并建立该合金的热加工图。结果表明:该合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的减小而降低;同时,利用双曲正弦模型获得该镁合金的热激活能及其应力指数,并建立该合金的流变应力本构关系。在热加工图中,功率耗散因子η随着应变速率的减小和变形温度的增加而先增后减。并得到该合金的最佳加工区间为温度400~450℃,应变速率为0.003~0.02s~(-1)。     

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。     

用热加工图研究均匀化处理对AZ80热变形行为的影响

在变形温度为250~400℃,应变速率为0.002~1s-1时,在Gleeble-1500D热模拟试验机上对不同状态(铸态、(410℃,4h)、(410℃,16h))的AZ80镁合金进行热压缩变形行为研究;根据实验结果建立热加工图,并利用热加工图分析均匀化程度对合金再结晶能力的影响。结果表明:随着均匀化程度的提高,相同条件下的峰值应力随之提高,发生动态再结晶的温度和应变速率逐渐提高;410℃、16h处理合金的再结晶能力明显强于其他2种状态合金的,在(400℃、0.01s-1)时动态再结晶晶粒更加均匀、细小,晶间无条带状共晶组织;对AZ80镁合金在大变形之前进行完全均匀化处理有利于动态再结晶组织的控制,其最佳变形温度范围为380~400℃,变形速率范围为0.002~0.1s-1。     

车身用6022铝合金热加工图及组织演变

利用Gleeble-3500热模拟试验机测定了6022铝合金的应力应变行为,基于动态材料模型,构建了热加工图。观察了不同变形条件下的金相组织。实验结果表明:当形变量为60%时,6022铝合金热加工图中存在局部较高的功率耗散区(加工温度为440~550℃、应变速率为0.01~1 s~(-1)时),达30%以上,为实验材料的最佳热加工区,在该区域热变形后,材料晶粒细小;热加工图中存在3个失稳区,加工温度为300~390℃,应变速率为0.01~0.02 s~(-1);加工温度为300~340℃,应变速率为0.4~10 s~(-1);加工温度为470~500℃,应变速率为0.6~10 s~(-1)。实际热加工过程中应避开此区域,防止材料内部微观缺陷的产生。     

AZ31镁合金热加工工艺参数范围的确定

采用Gleeble1500D热模拟试验机对AZ31镁合金在变形温度200~500℃、应变速率0.005~5s~(-1)下进行了压缩试验,研究了其热变形行为,得出相应的应力-应变关系。根据合金动态模型,通过应力-应变关系计算的相应参数构建了AZ31镁合金热加工图。通过能量耗散因子的分析和各加工区的典型组织的观察,得到了适宜的工艺参数范围。结果表明:AZ31镁合金适宜的热加工工艺参数范围为:变形温度350~450℃,应变速率0.005~0.1 s~(-1)和1.6~5 s~(-1),在此范围加工的镁合金可以避免开裂、过烧等缺陷。     

Monel K-500合金的热变形行为及热加工图

对Monel K-500合金对试样进行了时效处理,让其析出大量碳化物。使用Gleeble-3800热模拟机对Monel K-500合金试样进行了高温压缩试验,研究了该合金在变形温度850~1150℃,应变速率0.01~10 s~(-1)时的流动应力行为。建立了该合金的热压缩本构方程。根据试验数据建立了真应变0.8的热加工图。使用光学显微镜进行了组织分析,确定了合金压缩变形的加工"安全区"和"失稳区"。结果表明:在变形温度850℃、应变速率0.1 s~(-1)时合金开始动态再结晶;合金的热变形激活能为375.32611 k J/mol。合理的热加工参数是:应变速率0.1~0.5 s~(-1)、变形温度1000~1150℃。此时耗散功率在40%左右,再结晶充分,组织细小、均匀。     

AZ61镁合金高温变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机对AZ61镁合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~10.000s-1条件下进行热压缩试验,研究了合金的热压缩变形行为及热加工图。结果表明,合金在高应变速率(10.000s-1)变形条件下具有较高的能量耗散率;该工艺范围内动态再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生,合金具有较高的再结晶程度。因此,变形温度为250~400℃、应变速率为10.000s-1是较好的热加工工艺。