半固态铝硅合金的压缩变形行为与组织变化

研究了控制熔体结晶法制备的半固态ZL101合金的压缩变形行为以及显微组织的变化.结果表明:在液固相区二次加热并保温足够时间后,该合金的球状固相仍保持半固态加工要求的适当尺寸,575℃和582℃压缩变形时,半固态浆料具有稳定触变流动变形特征,即应力随应变增大而缓慢下降,其应力水平较接近固相线的高温(550℃)塑性变形应力低得多;枝晶组织和高变形速率提高半固态合金的变形应力,并使应力随应变增大而单调提高;大变形后,圆柱试样中心和边缘区域存在球状初生α相变形程度的不同.半固态变形中,变形机理从以阻尼液相流动为主变为以固相颗粒塑性变形为主.     

变形参数对含有少量液相Ti14合金压缩行为的影响(英文)

采用热模拟系统研究了半固态变形温度,应变速率和变形量对Ti14合金压缩行为和组织演变的影响。结果表明:温度和应变对Ti14合金半固态峰值应力影响较大,峰值应力随着温度的增加和应变速率的减小而降低。分析认为:半固态变形中,应变速率的变化会影响产生压缩变形所需的响应时间,而液相的含量受控于变形温度,随着变形温度的升高,组织中出现了网状晶界结构,使得变形机制由固相粒子的塑性变形转变为固液混合流动。此外,变形量对合金半固态变形的应力-应变影响较小,可以认为是液相的润滑作用和协调变形机制缓解了晶粒间的压缩应力和摩擦力,使得应力-应变变化不明显。     

Ti60合金热变形行为及微观组织

在变形温度为920~1 100℃、应变速率为0.001~70.0s~(-1)条件下对Ti60合金进行了等温恒应变速率压缩试验,分析了合金的流动行为和塑性变形机制。结果表明,Ti60合金的流动应力对变形温度和应变速率均较敏感。在α+β两相区,随变形温度的升高,α相体积分数逐渐减少,片状组织球化率增高;在变形温度较低、应变速率较高时,易发生局部流动现象。在β单相区,应变速率较低时,β相易发生动态再结晶;应变速率较高时,易造成机械失稳。     

基于三维离散位错动力学的fcc结构单晶压缩应变率效应研究

基于位错理论建立了Ni单晶微柱压缩变形过程的三维离散位错动力学模型,该模型考虑了晶体塑性变形过程中位错所受的外载荷、位错间相互作用力、位错线张力及自由表面镜像力的影响。应用该模型研究了Ni单晶微柱压缩变形过程中流动应力和变形机制的应变率效应,同时,结合理论分析研究了应变率对流动应力中有效应力、位错源激活应力和位错间弹性相互作用力的影响。结果表明:当应变率较低时,Ni单晶微柱压缩变形中位错源激活应力主导流动应力,位错源激活数量较少,初始位错密度对流动应力影响很小,呈现单滑移变形;随着应变率增加,晶体变形过程中的流动应力随之增加,流动应力中位错源激活应力所占比例逐渐减小,有效应力逐渐主导流动应力,同时激活多个滑移系内的位错源来协调塑性变形;应变率越高,各激活滑移系内的塑性应变贡献相差越小,单晶微柱变形逐渐由单滑移向多滑移机制转变;在高应变率条件下,晶体初始位错密度越高塑性变形过程中流动应力越小。     

Influence of Processing Parameters on the Deformation Behavior of Ti14 Alloy Containing a Small Volume of Liquid

采用热模拟系统研究了半固态变形温度,应变速率和变形量对Ti14合金压缩行为和组织演变的影响。结果表明:温度和应变对Ti14合金半固态峰值应力影响较大,峰值应力随着温度的增加和应变速率的减小而降低。分析认为:半固态变形中,应变速率的变化会影响产生压缩变形所需的响应时间,而液相的含量受控于变形温度,随着变形温度的升高,组织中出现了网状晶界结构,使得变形机制由固相粒子的塑性变形转变为固液混合流动。此外,变形量对合金半固态变形的应力-应变影响较小,可以认为是液相的润滑作用和协调变形机制缓解了晶粒间的压缩应力和摩擦力,使得应力-应变变化不明显。     

纯锆的压缩变形行为

利用材料试验机和SHPB装置研究了常态下纯锆的静、动态压缩宏观力学性能。塑性变形阶段的流变应力及硬化率随应变率提高而增大,应变10％～20％段应力-应变曲线表现出凹向上趋势。金相观测表明,孪生是纯锆的重要变形机制,孪晶密度随应变及应变率的增长而增大。大应变时,动态压缩试样侧面观测到与压缩轴呈45°度的宏观裂纹。试样纵向剖开后,金相观测到发展的绝热剪切带。     

铝铁合金半固态变形的组织演变

对电磁搅拌的铝铁合金在半固态温度条件下用INSTRON-5500R实验机进行单向压缩实验,实验结果表明,铝铁合金在半固态温度变形时,随着变形温度的升高,真应力峰值降低;随着应变速率增加,真应力峰值也增加,随后会发生应变-软化现象。应变速率愈小,软化过程愈长,应力下降愈缓慢。变形试样中心和边缘区域的变形情况不同,中心区域固相颗粒的变形程度大于边缘区域。在不同的变形量、变形温度和变形速率下,其内部固-液两相的流动方式和变形机理不同。固相主要集中在试样的心部发生塑性变形,而液相则流向边部,其组织形貌与变形温度、变形量和变形速率都有直接的关系。     

SiCp/Al复合材料热轧过程的有限元模拟

运用热-力耦合有限元法对SiCp/2009Al复合材料进行了热轧模拟,研究了复杂应力状态下的轧制成型过程、温度场、变形场及应力场分布,得到了轧制过程中表面和中心区域的温度、应力、应变以及应变率的变化曲线,从而可以更好地理解复合材料的热轧机理.模拟结果表明:在轧制入口处,最大主应力由压应力向拉应力转变,与出口处变化规律相反.在轧制稳定阶段,变形区的最大主应力则以压应力为主;轧板表面的热传递温降效应远大于摩擦温升效应,而轧板中心温度主要由塑性变形温升效应控制;此外,在轧制入口和出口处,应变率对流动应力的贡献起主导作用;在轧板变形区,轧板表面的流变应力主要由应变和温度决定,但表面黏着区是由应变率控制;轧板中心的流动应力在变形区主要受温度影响.     

AZ31镁合金热变形流动应力预测模型

采用近等温单轴压缩实验获得了AZ3l镁合金变形温度为523 723 K,应变速率为0.01—10 s^-1条件下的流动应力,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响规律.结果表明,AZ31镁合金变形过程中发生了动态再结晶,523 K时形成细小组织;而723 K时动态再结晶和长大的晶粒沿径向拉长.考虑实验过程塑性变形功和摩擦功引起的温度升高,在高应变速率条件下采用温度补偿修正了流动应力.在此基础上,建立了基于双曲正弦模型的峰值流动应力和统一本构关系,该模型利用材料参数耦合应变来描述流动应力的应变敏感性,进一步获得了合金热变形过程中流动应力与变形温度、应变速率和应变的定量关系.采用该本构关系模型预测流动应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.976,平均相对误差为5.07%,实验条件范围内预测的流动应力与实验值几乎能保持一致.     

Mg-Gd-Y-Zr耐热镁合金的压缩变形行为

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Gd-Y-Zr稀土镁合金在温度为300～500℃、应变速率为0.000 1～1.0 s-1、最大变形程度为50%的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟实验研究,分析了实验合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化,计算了塑性变形表观激活能及相应的应力指数,为选择这种合金的热变形加工条件提供实验依据.结果表明:合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率条件下,合金的真应力水平随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算得出的塑性变形表观激活能和应力指数分别为260 kJ/mol和5.6.根据实验分析,合金的热加工宜在400～500℃温度范围内进行.     

变形预补偿在降低注射制品变形中的应用

针对在注射成型过程中出现制品变形大而导致废品率过高的难题,提出了将制品的变形进行分类,对收缩变形和翘曲变形分别提出了不同的解决办法。介绍了变形预补偿的原理,以汽车风扇为例,成功地降低了汽车风扇的收缩变形和翘曲变形,为解决制品变形问题提供了一条新的思路。     

300M钢的热变形行为及其变形组织演变研究

基于热压缩实验,对300M钢在应变速率为10s-1下的热变形行为及其变形组织演变进行了研究。结果表明:在试样高度压下量为50%,变形温度为700～750℃时,300M钢的应力-应变曲线呈流变失稳型,且变形组织出现绝热剪切;当变形温度为800～1000℃时,300M钢的应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,且热变形过程出现了两轮动态再结晶;当变形温度为1050～1180℃时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,且热变形过程只发生了一轮动态再结晶。     

TC21合金的热压缩变形行为及变形机理

对TC21合金的热变形行为进行研究,通过对该合金变形过程中应变速率敏感性指数m值、热变形激活能Q、晶粒指数P的计算,得出不同应变速率和温度下m值、Q值和P值的变化规律。在绘制动态DMM模型热加工图的同时构建含位错数量的双相钛合金高温变形机理图。应用热加工图分析TC21合金热变形工艺,确定加工失稳区以及适合加工区域。运用双相钛合金高温变形机理图,根据不同温度下TC21合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的应力值和位错数量预报该合金的热变形机理。     

321不锈钢薄板焊接变形控制

以硫磺回收装置液硫池顶板内侧防腐用不锈钢薄板焊接为例,采取必要的工艺措施和控制方法,可以有效防止不锈钢薄板产生焊接变形,确保整个池顶板安装及浇筑的质量。     

基于ABAQUS的引伸长杆热变形分析

介绍了高温蠕变试验中长杆式引伸计的结构与作用。高温环境中,引伸计长杆作为变形传递的主要部分,在热应力及预载荷的作用下会产生一定的形变,根据热应力分析原理,通过有限元软件ABAQUS对引伸杆的变形行为进行分析,判断长杆式引伸计结构能够满足测量需要。     

变形工艺对TC11钛合金超塑性的影响

为了研究TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)钛合金的超塑性变形行为,采用两种改锻工艺细化坯料原始组织,然后在电子拉伸试验机上分别以恒速、恒应变速率和最大m值法进行拉伸实验.结果表明,TC11钛合金在α+β区通过三维镦拔改锻工艺,可以获得晶粒度为6μm的细晶等轴组织,而在β区拔长改锻的组织为粗大的魏氏组织.在变形温度为900℃的条件下,TC11钛合金通过最大m值超塑变形方式获得了异常高的超塑性,最大伸长率达到2300%;而采用常规的恒应变速率和恒速超塑变形,伸长率分别为1147%和1100%.说明TC11钛合金在α+β区通过三维镦拔改锻细化晶粒后,以最大m值超塑变形是获得较好超塑性的有效方法.     

钛合金针状焊缝组织的超塑性变形机理

钛合金激光焊缝是非理想的针状组织,对其超塑性变形机理的研究可进一步推进钛合金LBW/SPF技术的实际应用,也对材料成形机理的发展具有一定意义.研究结果表明,TC4钛合金激光焊接试样具有良好的超塑性变形能力,在变形过程中,焊缝发生两次重要的组织转变,即针状组织片层化和片层组织等轴化的组织转变.片层组织在应力作用下,通过断裂、解体和等轴化的过程而转变成等轴晶粒.片层断裂的主要机制是动态再结晶和应力挤压作用;片层解体的主要机制是晶界滑动和转动作用,接头组织的塑性流动机理为晶粒滚动和晶界滑动机理.     

轻金属焊接变形检测与控制技术研究进展

随着工程结构向减重与节能方向发展,轻金属焊接结构在工程中得到越来越广泛的应用,轻会属焊接结构制造中焊接变形问题成为焊接领域的研究热点与共性课题,如何进行焊接变形的精确检测进而实现有效控制,成为重要的研究方向.该文结合在国家自然科学基金等项目的支持下本课题组在此领域取得的研究成果,综述了焊接变形检测与控制技术的研究现状与未来发展方向.