V-5Cr-5Ti合金变形抗力的数学模型

用热压缩实验研究了不同变形温度、变形程度和应变速率对V-5Cr-5Ti合金的变形抗力的影响。通过对实验数据分析,采用非线性回归方法建立了V-5Cr-5Ti合金的变形抗力模型。再经理论计算与实测值的比较,证明模型具有较好的线性拟合性。     

V-5Cr-5Ti合金粉末热锻技术研究

针对经粉末冶金法制备的V-5Cr-5Ti合金锥形件预制坯,设计并加工了HIP及热锻的不锈钢包套。V-5Cr-5Ti合金采用双层包套封焊后进行了粉末热锻试验。试验结果显示:V-5Cr-5Ti合金1180℃经7~9火次粉末热锻,总变形量47.5%,经1000℃/2 h退火处理后,晶粒平均尺寸约为100μm,其抗拉强度σb为490 MPa,屈服强度σ0.2为368 MPa,延伸率δ约为28%,断面收缩率Ψ约为61.5%。     

V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机理

对真空熔炼V-5Cr-5Ti合金开展了均匀化退火、热锻开坯、冷轧变形和热处理实验,利用万能试验机、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了V-5Cr-5Ti合金中析出相对力学性能影响,估算了V-5Cr-5Ti合金中析出相强化的效果。结果表明：铸态V-5Cr-5Ti合金存在以片层状析出相为特征的树枝状析出相,合金均匀化退火后析出相由片层状转化为针状,由树枝状转化成团聚状。析出相在变形过程中破碎成短条状或球状颗粒。铸态合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为505.0 MPa、415.0 MPa和8.2%,断裂机制为脆性的解理断裂。均匀化热处理后断裂机制转变为沿晶断裂和准解离断裂共存的混合型断裂。80%冷变形＋热处理后合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为487.3 MPa、382.7 MPa和26.2%,由于晶粒及析出相形态的变化,合金塑性得到大幅改善。锻造和冷轧后合金断裂机制为韧性的微孔型断裂。析出相以Orowan强化机制增强V-5Cr-5Ti合金,以80%冷轧1000 ℃/1 h退火状态合金为例,由析出相强化获得的屈服强度增量约为50.1 MPa。     

热处理制度对Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al钛合金力学性能的影响研究

研究了铬含量对Ti-5Mo-5V-3Al-Cr系合金相变点和锻造抗力的影响规律,采用不同的固溶温度、冷却方式和时效处理制度对Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al合金显微组织和力学性能的影响进行了研究。结果表明:降低Ti-5Mo-5V-3Al-Cr系合金中的铬含量可以提高相变点和降低锻造抗力。Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al合金经800℃×30 min水冷固溶处理后的综合力学性能较热锻后优良;经800℃×30 min水冷+580℃×4 h空冷时效处理后,合金棒材具有优良的综合力学性能,可以作为锻造机加工成品的最终热处理强化工艺,可以满足不同用户对合金的使用要求。     

基于等通道转角挤压的V-5Cr-5Ti合金晶粒细化机理研究

研究了等通道转角挤压（ECAP）技术处理V-5Cr-5Ti合金的可行性,并分析了后续退火处理对合金硬度和微观组织的影响规律,进而探讨了合金的晶粒细化机理。ECAP采用相关模具在万能试验机上进行,在真空炉中进行退火,利用维氏硬度计进行硬度测试,采用X射线衍射（XRD）分析相结构,光学显微镜（OM）观察微观组织。研究结果表明,在室温下V-5Cr-5Ti合金可以顺利进行两道次ECAP过程,后续配合950℃以上温度退火,晶粒尺寸可以从约100μm被细化到约30μm。V-5Cr-5Ti合金的晶粒细化机理不同于传统体心立方合金,在挤压过程中,原始晶粒发生自转动,原始晶界清晰可见,未被碎化,但晶内出现大量的剪切滑移带。在后续退火过程中,细小晶粒在原始晶粒内部的剪切滑移带上形成,最终原始晶界和形成的细小晶界逐渐难以区分,形成整体的细晶组织。     

钒与V-5Cr-5Ti合金在氯离子溶液中的电化学腐蚀行为

采用电化学腐蚀测试技术对钒与V-5Cr-5Ti合金在氯离子溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究。结果表明,在50μg/gCl-的氯化钾溶液中,钒的腐蚀电位高于V-5Cr-5Ti合金而具有更好的热力学稳定性;相对于V-5Cr-5Ti合金,钒具有较大的极化电阻和较小的腐蚀电流;钒与V-5Cr-5Ti合金具有相似的阴极极化行为;在阳极极化过程中,钒主要表现为Tafel行为,而V-5Cr-5Ti合金具有"伪钝化"和钝化行为;二者均具有负的循环极化滞后环;钒的抗腐蚀性能优于V-5Cr-5Ti合金。     

粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的制备与性能

以氢化脱氢粉末为原料,采用冷等静压和真空烧结制备了V-5Cr-5Ti合金,并利用热等静压、热锻和热处理来改善其组织和性能。利用XRD衍射仪测定原料及V-5Cr-5Ti合金的物相。利用氧氮分析仪、材料试验机、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等测试了不同状态V-5Cr-5Ti合金试样的氧氮含量、力学性能及断口形貌。结果表明:粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的相对密度达到99.8%以上,物相组成为单一bcc相钒基固溶体。热锻后退火试样的氧含量小于600μg/g,抗拉强度为490 MPa,屈服强度为368 MPa,延伸率和断面收缩率分别为28%和61.5%,断口形貌由细小韧窝组成。     

富Ti相对V-5Cr-5Ti合金再结晶行为的影响

利用光学显微镜、透射电镜和显微硬度计研究了V-5Cr-5Ti合金的再结晶行为和微观组织.结果表明,试验合金40％形变的开始再结晶温度为700℃,完全再结晶温度为1000℃;铸锭组织中均匀分布的富Ti相团簇,经轧制处理后变为不连续带状分布并在1000℃开始回溶;富Ti相的不均匀分布和高温分解导致合金在1000 ～1200℃退火时再结晶组织中晶粒尺寸随温度升高呈现单峰分布→双峰分布→单峰分布的演变过程并出现退火硬化现象.     

V-5Cr-5Ti合金的内耗特征研究

研究了不同处理状态下V-5Cr-5Ti合金的内耗特征,并结合微观缺陷的作用机制对内耗峰进行分析。利用倒扭摆仪和多功能内耗测试仪进行内耗测试,采用X射线衍射(XRD)分析相结构,扫描电镜(SEM)观察微观组织。研究结果表明,V-5Cr-5Ti合金制备过程中无法完全消除C、O、N等杂质元素,这些元素会以间隙原子或沉淀相颗粒形式存在,进而影响合金的微观组织缺陷。在不同的处理状态下,杂质元素的不同存在形式会使合金的内耗会产生不同的变化特征。根据内耗机制,所有的内耗峰均可以由应力作用下微观缺陷的运动来揭示,比如点缺陷、位错、晶界等。     

Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb 合金的热变形行为及组织演变研究

采用Gleeble-3800动态模拟实验机,研究了亚稳β钛合金Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb在变形温度700～900℃、应变速率0.001～1 s-1、变形量10％～50％的热变形行为,分析了该合金在热变形过程中的组织性能演变规律.结果表明:随变形量的增加,合金的流动应力曲线变化不大,主变形区组织畸变程度增...     

Improving hot deformability of TiAl alloys by minor additions of Ni and Mg

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌａｌｌｏｙｓａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｅｒｏｓｐａｃｅｅｎｇｉｎｅｍａｔｅｒｉ ａｌｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[1] .Ｓｅ     

粉末冶金碳化物强化铌合金组织演变及其力学行为

采用机械球磨与热压烧结相结合的粉末冶金法对不同球磨时间Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的粉末变形行为,微观组织结构和力学行为进行研究。结果表明:随着球磨时间的增加,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C复合粉末中的块状金属颗粒首先变形为片状后在碰撞挤压作用下破碎成絮状,TiC粉末均匀的分布于片状金属粉末表面;Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成,各合金碳化物体积分数均为11%左右,Ti元素主要分布于Nbss晶界和碳化物内,Al、Cr、V元素主要分布于Nbss晶粒内,Nbss和(Nb,Ti)C相尺寸均随球磨时间增加而尺寸减小;Nbss晶粒细化及强化相碳化物弥散化导致合金的室温压缩力学性能和塑性变形能力显著提高,压缩变形后合金Nbss与碳化物具有良好的界面结合能力,但是碳化物内部存在明显的近似平行分布的裂纹;数据对比表明,粉末冶金法制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的力学性能优于电弧熔炼法。     

Isothermal compression behavior and constitutive modeling of Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe alloy

Hot compression behavior of Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe alloy with an equiaxed (α+β) starting microstructure was investigated by isothermal compression test and optical microscopy. Based on the true strain–stress data with temperature correction, constitutive models with a high accuracy were developed and processing maps were established. Strain inhomogeneity at different locations in the compressed sample is reduced by raising temperature, leading to a uniform distribution of α phases. For the temperature range of 800–840 °C with a strain rate of 10 s^?1, the transformed volume fraction of α phase increases and the average grain size of α phase decreases slightly with increasing the temperature, indicating co-existence of dynamic recovery and dynamic recrystallization. Flow localization and faint β grain boundaries are observed at the strain rate of 10 s^?1 in the temperature range of 860–900 °C. The processing map analysis shows that hot working of Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe alloy should be conducted with the strain rate lower than 0.01 s^?1 to extend its workability.     

Cellular automaton simulation of dynamic recrystallization behavior in V-10Cr-5Ti alloy under hot deformation conditions

The deformation behavior of V-10Cr-5Ti alloy was studied on the Gleeble-1500 thermomechanical simulator at the temperatures of 950-1350 °C, and the strain rates of 0.01-10 s^?1. Based on the Arrhenius model, dislocation density model, nucleation model and grain growth model, a numerical cellular automaton (CA) model coupling simulation of hot deformation is established to simulate and characterize the microstructural evolution during DRX. The results show that the flow stress is fairly sensitive to the strain rate and deformation temperature. The error between the predicted stress by the Arrhenius model and the actual measured value is less than 8%. The initial average grain size calculated by the CA model is 86.25 μm, which is close to the experimental result (85.63 μm). The simulations show that the effect of initial grain size on the dynamic recrystallization microstructure evolution is not significant, while increasing the strain rate or reducing the temperature can refine the recrystallized grains.     

基于本构方程和热加工图的Al-xMg-2.8Zn合金的热变形行为研究

通过热压缩模拟试验研究了Al-xMg-2.8Zn合金在变形温度为300~490 ℃、应变速率为0.001~5 s^-1条件下的热变形行为。修正了应变-应力曲线中由于变形热引起的流动软化现象后,利用Arrhenius本构方程和热加工图预测并分析了Al-xMg-8Zn合金的热变形行为。结果表明,随着Mg含量的增加,应变速率的升高,或者变形温度的降低,流变应力随之增大。结合热加工图和微观组织观察,确定了合金的最佳热加工参数范围。通过对比发现,随着Mg含量的增加,最佳热变形温度和应变速率范围均变大,变形失稳区域向高温和低应变速率区域扩展。     

粉末冶金态与铸态Ti-5553合金高温不连续屈服行为和绝热温升效应对比研究

本文系统地研究了粉末冶金态与铸态Ti-5553合金在温度为700 ℃~1100 ℃、应变速率为0.001 s_^-1~10 s_^-1条件下的高温不连续屈服行为和绝热温升效应,并对这两种同名义成分不同制备工艺的钛合金进行了对比研究。结果表明：两种合金不连续屈服的幅度均与应变速率呈正相关关系,并与温度呈近似负相关关系, 两种合金中出现的不连续屈服现象符合动态理论。在相同变形条件下,铸态合金中不连续屈服的幅度更大,其原因是相对于粉末冶金态合金,铸态合金中的起始位错密度低,这更有利于晶界处可动位错的突然增殖与扩展。两种合金在热变形中绝热温升的大小均随应变速率的升高而逐渐增大,并随着变形温度的升高而逐渐降低。在相同变形条件下,粉末冶金态合金的绝热温升效应相比与铸态合金较弱,这是因为粉末冶金态合金具有较低的变形抗力和较高的协调变形能力。     

Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热压缩变形行为

通过热压缩试验研究了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金在600~750 ℃/0.001~1.0 s^-1时的热变形行为。结果表明,Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的高温流变应力,动态再结晶临界值和动态再结晶软化效应与变形温度和应变速率密切相关。利用Arrhenius方程计算了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热激活能Q和Z参数,分别为244.94 kJ/mol、Z=ε·exp(244.94×10³/RT)。采用3种方法进行了动态再结晶临界值的计算,结果证明Poliak-Jonas准则具有最高的精度,并建立了动态再结晶临界值的本构方程。利用动态再结晶的净软化效应η值,讨论了热变形过程中动态再结晶的软化行为。最后,建立了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热加工图,确定最佳的热加工参数为680~750 ℃,0.001~0.03 s^-1,并详细介绍了功率耗散系数与动态再结晶晶粒尺寸之间的关系。     

粉末冶金Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金组织演变及其力学行为

采用粉末冶金法对不同球磨时间的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金机械合金化粉末塑变行为,热压烧结材料的微观组织结构和力学行为进行了研究。研究结果表明：塑性良好的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V粉末随着球磨时间增加首先变形为大尺寸的片状、后经持续的加工硬化破碎成絮状;热压烧结能够制备微观组织可控晶粒细化的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金,合金由单一的Nbss相构成,Ti、Al、Cr、V元素固溶引起Nb晶格尺寸减小0.0685 ?;随着球磨时间增加合金晶粒明显细化进而显著提高了合金的维氏硬度和室温压缩强度,其变化符合材料硬度和强度的Hall-Petch规律。粉末冶金制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金的各项力学性能明显优于熔铸法制备合金。     

高强度硼钢22MnB5的热变形方程及其模拟应用

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为700℃～950℃、应变速率为0.01/s～0.4/s的条件下,对高强度硼钢22MnB5的热变形行为进行研究。结果表明,随着变形温度的升高,硼钢的延伸率升高,变形抗力降低;随着应变速率的提高,硼钢22MnB5的变形抗力和延伸率增大。根据高温拉伸实验得出的数据,构建硼钢22MnB5的稳态流变应力模型和热变形方程,并将试验结果和构建的本构方程输入ABAQUS软件进行U型件热弯曲成形的回弹模拟,数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了模型的可靠性和正确性,为成形所需的最大载荷及设备选择提供依据。