GH3536镍基变形高温合金的应力松弛行为与蠕变本构方程

对GH3536高温合金在变形温度为650、750和850℃和初应力为150、200和250 MPa条件下进行了多组应力松弛试验，研究了温度和初应力对GH3536高温合金应力松弛行为和松弛极限的影响，分析了应力松弛行为的特点。采用三次延迟函数对试验获得的松弛曲线进行了拟合，推导出蠕变应变速率与应力的关系，并基于分段蠕变本构方程对蠕变应变速率-应力曲线进行了拟合，并确定了方程中的材料常数。将蠕变本构方程代入ABAQUS有限元软件中对GH3536高温合金的应力松弛过程进行了模拟。结果表明，模拟数据与试验数据吻合较好，表明建立的蠕变本构方程可很好地描述GH3536高温合金在相应条件下的应力松弛行为。     

Hastelloy C-276合金应力松弛试验及蠕变本构方程

对Hastelloy C-276合金分别在不同的温度(750、800、850和900℃)和相应的初始应力(250、250、250和200 MPa)条件下进行了多组应力松弛试验。利用试验测得的应力松弛曲线推导出应力松弛过程中蠕变应变速率与应力之间的关系,建立用于描述Hastelloy C-276合金应力松弛行为的蠕变本构方程,通过对蠕变应变速率—应力曲线进行拟合,得到各温度下蠕变本构方程中的材料常数。将蠕变本构方程带入有限元软件MSC.Marc对Hastelloy C-276合金的应力松弛过程进行模拟,模拟得到的应力松弛曲线与试验测得的应力松弛曲线符合得很好,验证蠕变本构方程的可靠性。     

Ti6Al4V合金高温拉伸变形Norton-Hoff与Arrhenius本构理论的模型化与比较(英文)

为研究Ti6Al4V合金在热成形过程中的力学性能,在923~1023K温度和0.0005~0.05s1应变速率范围内,进行片状试样的恒温高温拉伸试验,采集应力—应变试验数据并建立材料的本构模型。将Arrhenius和Norton-Hoff本构模型用于表征合金的高温拉伸行为。拟合结果显示,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius模型和改进的Norton-Hoff模型均可以准确地预测Ti6Al4V合金多数条件下的流变应力,由拟合结果比较可知改进的Norton-Hoff模型比Arrhenius模型更精确。     

基于自洽模型的置氢Ti6Al4V合金流动应力预测

对不同置氢量Ti6Al4V合金在Gleeble-1500热模拟实验机上进行了等温压缩实验,实验温度为750、800、850、900、950和1000 ℃,应变速率为1 s-1。结果表明,Ti6Al4V合金的流动应力随置氢量增加先减小后增大,变形温度为750℃、800℃和850℃时,置氢量0.31wt%合金流动应力最低;变形温度为900℃、950℃、1000℃时,流动应力最小值对应的置氢量分别为0.17wt%、0.1wt%和未置氢。基于自洽模型建立了置氢Ti6Al4V合金高温变形本构模型,该模型通过调整氢对β相的强化作用和氢对β相转变温度的降低反映置氢对Ti6Al4V合金流动应力的影响。与实验结果对比表明,所建立的本构模型可以准确预测流动应力随置氢量和变形温度的变化。     

Ti-6Al-4V中温应力松弛行为建模及模拟研究（英文）

应力松弛是钛合金在升高温度和加载条件下的一个显著特性,也是热校形和热处理的理论基础。因此研究了一种Ti-6Al-4V钛板在923~1023 K温度范围内、几种应变水平下的拉伸应力松弛行为。结果表明,应力松弛速率随着温度的升高而增加,材料中的残余应力经过一段时间之后趋向应力松弛极限;另外,在相同温度下,不同应力水平的应力松弛极限相同。进而,建立了一种描述应力松弛行为的显式三次延迟函数,本构精度高达97%,可用于工艺设计及理论分析。最后,基于应力松弛和蠕变的关系,提出了一种隐式蠕变型本构方程描述应力松弛行为,并将识别的材料参数输入ABAQUS,数值模拟了Ti-6Al-4V的热应力松弛行为,发现模拟的应力变化规律符合应力松弛曲线,证明了蠕变型本构方程对应力松弛模拟的适用性。     

Modeling and Simulation for the Stress Relaxation Beha- vior of Ti-6Al-4V at Medium Temperature

应力松弛是钛合金在升高温度和加载条件下的一个显著特性,也是热校形和热处理的理论基础。因此研究了一种Ti-6Al-4V钛板在923~1023 K温度范围内、几种应变水平下的拉伸应力松弛行为。结果表明,应力松弛速率随着温度的升高而增加,材料中的残余应力经过一段时间之后趋向应力松弛极限;另外,在相同温度下,不同应力水平的应力松弛极限相同。进而,建立了一种描述应力松弛行为的显式三次延迟函数,本构精度高达97%,可用于工艺设计及理论分析。最后,基于应力松弛和蠕变的关系,提出了一种隐式蠕变型本构方程描述应力松弛行为,并将识别的材料参数输入ABAQUS,数值模拟了Ti-6Al-4V的热应力松弛行为,发现模拟的应力变化规律符合应力松弛曲线,证明了蠕变型本构方程对应力松弛模拟的适用性。     

TA32钛合金高温应力松弛行为及其对应的本构方程（英文）

在不同温度(775、800、825℃)、不同初应力(150、200 MPa)和不同预应变(7.85%、15.7%)下进行TA32钛合金高温应力松弛实验,研究了工艺参数对应力松弛行为的影响。对实验后的试样进行微观组织观察,分析了温度对微观组织的影响。利用二次延迟函数对应力松弛曲线进行拟合,推导得到高温蠕变本构方程,进而将其应用于TA32钛合金应力松弛行为有限元模拟。结果表明:在应力松弛的前200 s,应力松弛速率很快,其应力急剧下降,经过3600 s后应力逐渐趋于平缓并最终达到松弛极限。应力松弛行为随着温度的升高而加快,但其松弛极限随之减小,初应力和预应变则对其影响不大。随着温度的升高晶粒发生了等轴化和长大现象,塑性增强。模拟结果和应力松弛的实验曲线有较高的吻合度,验证了此蠕变方程的可靠性。     

TA32钛合金高温应力松弛行为及其对应的本构方程

在不同温度（775℃,800℃,825℃）、不同初应力（150MPa、200MPa）和不同预应变（7.85%、15.7%）下进行TA32钛合金高温应力松弛实验,研究了工艺参数对应力松弛行为的影响。对实验后的试样进行微观组织观察,分析了温度对微观组织的影响。利用二次延迟函数对应力松弛曲线进行拟合,推导得到高温蠕变本构方程,进而将其应用于TA32钛合金应力松弛行为有限元模拟。结果表明：在应力松弛的前200s,应力松弛速率很快,其应力急剧下降,经过3600s后应力逐渐趋于平缓并最终达到松弛极限。应力松弛行为随着温度的升高而加快,但其松弛极限随之减小,初应力和预应变则对其影响不大。随着温度的升高晶粒发生了等轴化和长大现象,塑性增强。模拟结果和应力松弛的实验曲线有较高的吻合度,验证了此蠕变方程的可靠性。     

Ti6Al4V2Cr1.5Mo0.5Y钛合金热变形行为

对退火后Ti6Al4V2Cr1.5Mo0.5Y钛合金在不同温度1223~1332 K和不同应变速率0.01~1.0 s~(-1)条件下压缩实验的热变形行为进行研究,绘制应力-应变曲线,及温度、速率、应力等参数之间的关系图,求解激活能,建立该合金的本构方程。结果表明:应变速率一定时,流变应力随温度的升高而降低;变形温度一定时流变应力随应变速率的增大而升高;合金的热激活能为286.1655 k J/mol。     

M-K模型中凹槽内、外应变速率差对Ti6Al4V合金高温成形极限曲线预测的影响（英文）

研究初始凹槽角对Ti6Al4V合金凹槽内、外应变速率的影响。基于凹槽内、外应变速率的变化,分析应变速率差对凹槽内、外正应力和等效应力演变的影响。研究结果表明,在M-K模型中,当线性加载路径由单向拉伸变化到等双拉伸时,初始槽角对应变速率变化的影响减弱。由于凹槽内、外力平衡的约束,在计算过程中应变速率差使凹槽内的正应力先降低后升高,这使得合金高温下成形极限的预测算法收敛。凹槽内正应力的降低主要由高温软化效应和凹槽旋转引起,而凹槽内正应力的升高主要由应变速率硬化效应引起。     

GH4738高温合金的应力松弛行为

高温合金的松弛性能研究对于使用该合金制造的紧固件在服役过程中的工作条件选择以及松弛规律提供实验依据。本文详细研究了紧固件用高温合金GH4738在不同温度和初应力,及不同热处理制度下的应力松弛行为。研究表明：应力松弛的两个阶段之间存在一个槛应力 ,低于此槛应力 时,塑性应变速率快速下降。随着温度的升高,GH4738合金的松弛稳定性下降,应力松弛速率加快,松弛极限降低。随着初应力的提高,松弛第一阶段松弛速率加快,松弛极限有所增大。不同的固溶温度和稳定化热处理工艺主要影响了合金松弛过程的第二阶段,对其槛应力及松弛稳定性均无明显影响。     

GH4738高温合金的应力松弛影响因素

详细研究了紧固件用高温合金GH4738在不同温度和初应力,及不同热处理制度下的应力松弛行为。研究表明:应力松弛的两个阶段之间存在一个槛应力σ'_0,低于此槛应力σ'_0时,塑性应变速率快速下降。随着温度的升高,GH4738合金的松弛稳定性下降,应力松弛速率加快,松弛极限降低。随着初应力的提高,松弛第1阶段松弛速率加快,松弛极限有所增大。不同的固溶温度和稳定化热处理工艺主要影响了合金松弛过程的第2阶段,对其槛应力及松弛稳定性均无明显影响。     

温度对7050时效成形应力松弛及回弹影响

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。     

Ti-6Al-4V热变形行为及利用多项耦合进行本构关系修正

采用热模拟试验机对钛合金Ti-6Al-4V进行高温压缩试验,研究其在850~1100 ℃温度下,0.001~0.1 s?1应变速率的流动应力行为。结果表明:钛合金Ti-6Al-4V具有应变速率、温度敏感性;随着温度的升高和应变速率的减小,流动应力逐渐降低,加工硬化速率与动态软化速率达到动态平衡。通过分析工艺参数对材料参数的影响,发现合金的材料参数(N、A、Q)随变形条件的变化而变化。在传统双曲正弦函数型Arrhenius方程的基础上提出一种考虑应变速率、温度和应变耦合修正的双曲正弦本构方程,并用相关系数R和平均相对误差(AARE)来评价所建立的本构模型的准确性,定量分析结果表明,修正的本构方程能够较准确地预测钛合金Ti-6Al-4V的流动应力。     

基于BP神经网络的Ti3Al基合金本构关系模型的建立

应用THERMECMASTER-Z型热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,在变形温度为950～1350℃、应变速率为0.001～10s-1、最大真应变为1.2下获得流动应力数据。采用流动应力数据,并基于BP神经网络方法,建立了该合金的高温本构关系模型。结果表明,BP神经网络建立的高温本构关系模型具有很高的预测精度,可用于指导Ti3Al基合金热变形过程的有限元模拟和热加工工艺的制定,为本构关系模型的建立提供了一种准确有效的方法。     

BT20钛合金高温应力松弛行为研究

通过高温应力松弛实验对BT20钛合金在700～850℃,不同初应力条件下短时应力松弛行为进行研究。结果表明:随着温度升高,BT20钛合金应力松弛速率加快,但长时间应力松弛后剩余应力趋向于一极限值。相同温度下,不同初应力作用的应力松弛极限相同。     

Ti600合金的高温变形本构关系

采用GW-1200A型控制器配合高温加热炉在WDW-300电子万能试验机上通过等温压缩实验研究了Ti600合金在温度为25?800℃、应变速率为10-4和10-3 s-1条件下的热变形行为,获得了该合金在变形过程中的真应力-真应变曲线,建立了该合金的高温本构关系。结果表明:Ti600合金在较高的温度(600和800℃)下流变应力随应变速率增大而增大,在较低温度(25和300℃)时变化不太明显。在一定的应变率条件下,随着温度升高流变应力降低。考虑到Ti600合金在不同温度下的真应力-真应变曲线随温度变化的发展趋势,建立了修正的井上胜郎高温本构关系,与实验结果对比验证了模型是可靠的。通过扫描电镜(SEM)观察发现,在室温准静态压缩条件下Ti600合金的断裂形式以脆性断裂为主,同时在局部区域出现韧性断裂特征。     

预变形对Al-Li-S4合金时效蠕变的影响规律及其本构建模（英文）

以Al-Li-S4合金为研究对象,开展其在不同预变形量、不同时效温度和试验应力下的单向拉伸蠕变试验,获得Al-Li-S4合金在时效成形基本热力条件下的时效蠕变行为和预变形对其形变、力学性能和显微组织的影响规律。结果表明:试样预变形量越大,蠕变第一阶段持续时间越短,蠕变第二阶段的稳态蠕变速率越大,最终的蠕变应变量越大,但在试验参数范围内仍小于未经预变形处理试样的蠕变应变量;TEM结果显示,引入预变形对T1相和θ′相析出有一定的促进作用并能显著促进析出相的细小弥散分布,同时抑制δ′相的析出,从而改善合金的力学性能。建立了能够反映时效机制、应力和预变形影响的蠕变时效统一本构模型,该模型的拟合结果对实验数据有较好的回归效果。     

高强韧Ti6246合金热变形行为及应变补偿型本构模型

在温度为1123~1423 K,应变速率为0.01~10 s-1条件下,对Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(Ti6246)合金进行高温热压缩试验。研究温度、应变速率和应变对Ti6246合金高温流变应力的影响规律,建立了该合金考虑应变补偿的Arrhenius本构模型,同时获得了热激活能Q和本构模型中材料参数对应变的响应规律。将模型计算结果与热压缩试验值进行对比发现,预测结果较为准确,其相关系数(R)及平均相对误差(AARE)分别为0.9984和1.71%,表明该合金热变形过程中的流变应力可用构建的应变补偿Arrhenius本构模型来描述。     

TA1钛合金应力松弛试验研究

通过应力松弛试验对TA1钛合金在480~550℃时,不同初始应力条件下的短时应力松弛行为进行研究。结果表明:TA1钛合金应力松弛大致分为2个阶段,500s前应力松弛迅速,500 s后应力松弛缓慢,最终趋向于某一个极限值。初始应力越大,应力松弛速率在应力松弛试验初始阶段增加越明显,总应力松弛量也越大;温度越高,应力松弛量越大,但超过530℃后,应力松弛量增幅随温度的升高明显下降。