SiCw/AZ91复合材料及AZ91镁合金的高温压缩变形的研究

利用GPL-1500热模拟试验机对SiCw/AZ91复合材料和AZ91镁合金在不同温度及不同应变速率条件下进行高温压缩试验。根据压缩的真应力-应变曲线计算出合金和复合材料的应变速率敏感指数（m)和表观激活能（Q）。结合金的m值。另外，复合材料和镁合金的表观激活能也随温度和应变速率的改变而发生变化。表明在不同条件下压缩时，复合材料和镁合金的高温压缩变形机制也发生变化。     

ZK60镁合金的热压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在温度250～400℃、应变速率0.001～1s-1、最大变形程度105%的条件下对ZK60镁合金进行了高温压缩模拟实验研究。分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,计算了变形激活能和应力指数,并观察了热压缩变形过程中组织的变化。结果表明,合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而减小;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为63～130kJ/mol,应力指数为2.78～3.79;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒的平均尺寸减小。     

Zr–2.5Nb合金热变形行为研究

目的 研究Zr–2.5Nb合金热压缩后的应力–应变关系和合金变形激活能。方法 对Zr–2.5Nb进行高温压缩试验,分析变形条件(温度和应变速率)对该合金热变形行为的影响,研究高温压缩过程中Zr–2.5Nb合金的显微组织变化,并基于Arrhenius公式分析其变形激活能。结果 在低温、高应变速率条件下,Zr–2.5Nb合金应力由峰值快速降低直至达到稳态;在高温和低应变速率下,该合金的应力–应变曲线呈现动态再结晶特征,合金平均变形激活能为468.962 kJ/mol,硬化指数为5.41。结论 在850~1 000 ℃下进行不同应变速率的热压缩变形时,高温低应变速率有利于Zr–2.5Nb动态再结晶的发生;同一温度条件下,低应变速率时合金变形激活能较小,有利于Zr–2.5Nb合金发生塑性变形。     

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金高温塑性变形行为研究

以Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金为研究对象,采用热模拟等温压缩的试验方法,利用Arrhenius关系式,分析了合金应力与应变的关系,同时利用金相显微镜和扫描电镜,观察合金在热变形过程中组织的演变。结果表明,合金高温等温压缩变形的真应力-真应变曲线属于动态再结晶型,并且当应变速率ε一定时,温度升高,峰值流变应力下降,当温度一定时,应变速率ε增大,峰值流变应力和它所对应的应变值均提高;变形过程中随着温度的升高,合金发生不同程度的再结晶。当变形温度为623K时,组织变化以动态回复为主,变形温度提高到673K,开始出现再结晶现象,温度达到773K时得到完全再结晶组织。     

Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金热压缩变形行为研究

为了考察Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金在不同条件下的变形行为,采用Gleeble2000热模拟机对该合金进行研究,分析了该合金在变形温度350~500℃,应变速率0.001~1 s-1条件下流变应力的变化规律.研究结果表明:变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在应变速率相同的情况下,合金在较高温度下变形时,流变应力随应变量的增加达到峰值后,基本呈稳态流变特征;采用双曲正弦模型计算出该合金的变形激活能和应力指数,建立了该合金相应的热变形本构关系.     

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的变形激活能Q。     

Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金热压缩变形研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下,进行恒温压缩模拟实验研究.分析了实验合金在高温变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,研究了变形温度对合金显微组织的影响.计算了合金高温热压缩变形时的应力指数n、应力参数α、结构因子A以及平均热变形激活能Q.结果表明:合金的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述.当变形温度高于750℃时,合金流变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,合金显微组织为完全的动态再结晶组织.合金的热加工宜在应变速率为0.1～1s-1、温度为700～800℃范围内进行.     

β21S钛合金高温变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0.01～1s-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型.结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211.04kJ/mol和4.0129.     

ZK60镁合金热压缩变形行为

为了研究ZK60镁合金的热变形行为,采用Gleebe-1500热模拟机在变形温度为423～673K、应变速率为0.001～10s-1条件下对合金进行的热压缩试验.分析合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,通过引入Z参数建立合金流变应力本构方程,并观察合金变形过程中的显微组织演变.结果表明:变形温度低于473K且应变速率大于0.1s-1时试样发生宏观开裂;在变形温度较高和应变速率较低时,合金真应力-真应变曲线具有动态再结晶特征.随变形温度升高和应变速率的降低流变应力减小,热压缩后的组织中再结晶现象越明显;应变速率越高,再结晶晶粒越细小.     

β21S钛合金高温变形行为研究EI北大核心

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0．01～1s^-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211．04kJ／mol和4．0129。     

基于人工神经网络的Mg-Zn-Zr-Ce合金热压缩变形研究

为研究含稀土元素铈的镁合金中高温流变行为,利用热模拟试验机对Mg-6Zn-0.5Zr-1.5Ce合金在变形温度523～673 K、应变速率0.001～1 s-1范围内进行热压缩实验.基于真应力真应变实验数据构建了单隐层前馈误差反向传播人工神经网络模型,利用该模型对ZK60-1.5Ce合金的流变应力行为进行预测,并分析了变形温度、应变速率与真应变对流变应力的影响.研究表明:Ce添加可显著细化晶粒;该镁合金的流变应力随变形温度降低和应变速率升高而增加;其流变应力行为可用双曲正弦函数进行描述,依据峰值应力拟合求得该合金的表观激活能为161.13 kJ/mol;变形温度和应变速率对流变应力的影响高于真应变.所建立的人工神经网络模型可以很好地描述该镁合金的流变应力,其预测值与实验数值吻合良好.     

GWN751K镁合金热压缩实验研究

在Gleeble-1500D热模拟机上进行了单向热压缩试验,研究了GWN751K镁合金在变形温度为623-773K,应变速率为0.002-2s-1条件下热变形行为,变形量为60%.结果表明,在相同变形温度条件下,流变应力随变形速率的增加而上升,在相同的应变速率条件下,流变应力随着变形温度的升高而下降,计算出其平均激活能Q为228.61kJ/mol,应力指数n为4.2.根据材料动态模型,计算并分析了GWN751K合金的热加工图,并确定了合适的挤压加工条件为723K,0.01/s.通过对合金的挤压试验研究,验证了加工条件,挤压后的合金断裂强度为320MPa,延伸率为18%,较铸态合金有显著提高.     

ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形和加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对ZK60和ZK60-1.0Er镁合金进行了热压缩实验,分析了合金在温度为160~420℃,应变速率为0.0001~1.0s-1条件下的流变应力变化特征。结果表明:两种镁合金在热压缩过程中的流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,在流变应力达到峰值后随即进入稳态流变;稀土Er的加入使得平均变形激活能珚Q值由183kJ/mol降到153kJ/mol,应力指数n值由6提高到8;发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度升高和应变速率降低而降低,在420℃/1.0s-1高温高应变速率时,稀土Er的加入使得ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力值σc由76MPa降到50MPa。通过动态模型构建热加工图并结合金相组织观察可知:稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金的热加工失稳区,增加了热加工安全区的功率耗散效率峰值η_(max),由35%增大到45%,促进了动态再结晶晶粒的形核,但抑制了再结晶晶粒的长大。     

挤压Mg-4.5Zn-0.75Y合金的热变形行为

为了研究只含准晶相Mg-Zn-Y合金的高温力学性能并获得其较优的加工参数,本文首先制备了含有I-Phase的挤压Mg-4.5Zn-0.75Y(原子数分数/%,下同)合金,并在Gleeble-3500热/力模拟实验机上对其高温变形行为进行了研究,实验温度为300、350、400℃,应变速率为0.01、0.1、1 s~(-1).在此基础上,建立了该合金的流变应力本构方程及DMM加工图,并结合压缩后的显微组织制定较优的加工工艺参数.结果表明:应变速率和加工温度对流变应力有显著的影响;挤压Mg-4.5Zn-0.75Y合金的平均变形激活能和应力指数分别为107.95 kJ/mol和3.996 6;挤压Mg-4.5Zn-0.75Y合金具有较好的热塑性,在实验条件下并没有发生失稳现象,说明准晶相的存在提高了合金的变形能力;压缩后的显微组织显示,当温度为300~350℃、应变速率0.1~1s~(-1)时,合金压缩后为均匀细小的等轴晶;综合Mg-4.5Zn-0.75Y合金的加工图与压缩后的显微组织图,确定了该合金热加工的较优工艺参数为:θ=300~350℃;ε·=0.1~1s~(-1).     

漂珠/AZ91D镁合金复合材料的高温压缩变形行为

采用搅拌铸造法制备了漂珠(FAC)/AZ91D镁合金复合材料。研究了该复合材料的高温压缩变形行为,分析了压缩变形温度和应变率对FAC/AZ91D镁合金复合材料压缩变形行为的影响规律,并计算了其热变形激活能。结果表明:FAC/AZ91D镁合金复合材料的高温压缩真应力-真应变曲线分为4个阶段:弹性变形、加工硬化、峰值应力和稳态流变阶段。相同应变率下,FAC/AZ91D镁合金复合材料的峰值应力和稳态流变应力随压缩变形温度的升高而降低;相同压缩变形温度下,流变应力随应变率增大而升高。在相同应变率或相同压缩变形温度下,FAC/AZ91D镁合金复合材料的热变形激活能随压缩应变率或压缩变形温度的升高而增大,其热压缩行为可以用双曲正弦函数形式的Arrhenius关系来描述。压缩变形温度与应变率对FAC/AZ91D镁合金复合材料的高温压缩组织均有重要影响。提高压缩变形温度或增大应变率,均可加速动态再结晶的进程。     

Deformation behavior in isothermal compression of the TC11 titanium alloy

Isothermal compression of the TC11 titanium alloy has been conducted on Gleebe-1500 hot-simulator at the deformation temperatures ranging from 1023 K to 1323 K, the strain rates ranging from 0.001 s⁻¹ to 10.0 s⁻¹, and the height reductions ranging from 50% to 70%. The effect of deformation temperature, strain rate and strain on the flow stress and the apparent activation energy for deformation is in depth analyzed. The experimental results show that the apparent activation energy for deformation in isothermal compression of the TC11 titanium alloy decreases with the increasing of strain. Moreover, the apparent activation energy for deformation in α + β two-phase region of the TC11 titanium alloy increases with the increasing of deformation temperature and decreases with the increasing of strain rate. A power dissipation efficiency map in isothermal compression of the TC11 titanium alloy is constructed at a strain of 0.6, in which three domains with higher power dissipation efficiency are observed, and deformation characteristics of the above-mentioned domains are analyzed. Finally, optical micrographs of the TC11 titanium alloy obtained on a Leica DMLP microscope showed the evidence of deformation in three domains.     

Hot deformation behavior and processing maps of iron‐nickel based superalloy

Hot deformation behavior of iron‐nickel based superalloy (multimet N‐155) was investigated by hot compression tests, carried out in the deformation temperature of 850 °C–1150 °C with strain rates of 0.001–0.1 s^?1. The results showed that during the hot deformation of the alloy, under the same temperature, the flow stress rises with the increase of strain rate. At the same strain rate, the flow stress decreases with the increase of the temperature. The constitutive equations of the alloy that describe the flow stress as a function of strain rate and deformation temperature were established and the calculated apparent activation energy was 584.996 Kj/mol. The results of metallographic analysis showed that the amount of dynamic recrystallization in the peak efficiency domain is higher than the other domains. The results also showed that by increase of deformation temperature and/or decrease of strain rate, the volume fraction of dynamic recrystallization increases. Processing maps under different strains were constructed for evaluation of flow instability regime and optimization of processing parameters. The optimum hot working window for alloy was obtained at the temperature range of 925 °C–1050 °C and strain rate of 0.001–0.003 s^?1, with peak efficiency of 28 %.