THERMALLY ACTIVATED DEFORMATION AND DYNAMIC STRAIN AGING OF Zr–4 ALLOY DURING STRESS RELAXATION

采用应力松弛实验研究了Zr--4合金的热激活变形与动态应变时效现象. 结果表明, 合金在应力松弛过程中的塑性变形速率随松 弛时间的增加而减小, 塑性变形速率和松弛结束时的应力降低比率在623 K附近都会出现最小值. 对位错运动的激活体积分析发现, 锆合金中位错运动的速率控制机制是位错克服溶质原子的障碍, 动态应变时效会导致位错运动的激活体积增大, 623 K附近动态应变时效最为显著, 位错密度会对合金的动态应变时效产生影响.     

不同时效态7050铝合金时效成形中析出相对应力松弛行为的影响

铝合金时效成形方法结合了合金的蠕变松弛和析出强化作用,作为一种先进的整体壁板制造技术倍受航空制造业青睐。7xxx系铝合金在时效成形过程中的应力松弛行为受到合金内析出相与位错蠕变交互作用的影响从而制约着成形后零件质量与性能。本文采用设计的应力松弛试验研究了不同时效态(固溶态,欠时效态和峰时效态)7050铝合金内析出相对时效成形过程中应力松弛行为的影响,并通过位错热激活动力学参数计算和显微组织表征分析析出相与位错运动的交互作用。结果表明时效成形过程中析出相对位错热激活运动有明显地阻碍作用,因此含有不同尺度析出相铝合金的应力松弛行为表现不同,随着析出相尺度的增加合金应力松弛速率减缓,应力松弛极限增大。不同时效态7050铝合金位错激活体积计算和显微组织表征结果都证明了应力松弛过程中析出相增大对位错运动的阻碍作用也越显著。峰时效态7050铝合金的位错激活体积最大,时效成形后塑性应变的转化率最低。此外,时效成形过程中,7050铝合金内析出相对位错热激活的阻碍作用引起了槛应力现象,且随着析出相的增大槛应力也逐渐增大。     

H68黄铜动态应变时效后的组织与性能

在4.76×10-4s-1的应变速率、100K～673K 的温度范围内进行了系列温度拉伸试验、恒应力时效试验以及对动态应变时效(DSA)预处理后微观组织的观察,研究了DSA对H68黄铜组织和性能的影响.结果表明,H68黄铜在250K～600K的温度范围内会出现DSA现象;在DSA温区内,出现屈服应力平台及加工硬化速率峰值.在动态应变时效过程中发生的运动位错与溶质原子之间的交互作用使材料的位错组态发生变化,在相同的预应变量下,随着DSA预处理的温度升高,材料的位错密度提高,形成更复杂、更稳定的位错组态.     

长期时效对GH4169合金动态拉伸变形行为的影响

研究了长期时效对GH4169合金的显微组织和动态拉伸性能及变形行为的影响规律及机制.结果表明,应变速率为10¹—10² s^-1时,合金强度受时效时间影响显著,断裂延伸率随时效时间的延长呈降低趋势,在时效500 h后基本保持不变;高应变速率(10³ s^-1)条件下,长期时效对合金强度无明显影响,而断裂延伸率受时效时间的影响显著,长期时效造成的合金塑性劣化现象提前发生.高应变速率变形过程中,位错运动受阻来不及释放,在时效0—1000 h范围内,合金未出现强化相峰值尺寸效应,强度受时效时间的影响并不明显.长期时效后GH4169合金晶界δ相附近无析出带的产生,导致动态载荷下晶界塑性变形的协调能力降低,应变速率为10³ s^-1时,合金塑性在短时间时效后迅速下降.     

18-8型奥氏体不锈钢动态应变时效后的微观组织

研究了188型奥氏体不锈钢动态应变时效现象的规律,发现在5×10-4s-1的应变速率下,在523～673K和723～873K的温度范围内会出现动态应变时效现象;在此基础上研究了材料在发生动态应变时效时的微观组织。结果表明:在动态应变时效过程中发生的运动位错与溶质原子之间的交互作用使材料的位错组态发生变化,在相同的预应变量下,随着动态应变时效预处理的温度升高,材料的位错密度提高,形成更复杂、更稳定的位错组态。     

AlLi相对Mg-Li合金热压缩变形行为和动态再结晶的影响（英文）

采用等温热压缩实验研究含有AlLi相的Mg-5Li-3Al-2Zn(LAZ532)合金的热变形行为；变形温度和应变速率范围分别为473～623 K和0.001～1 s^-1。LAZ532合金热变形过程中AlLi相能够阻碍位错运动，从而显著提高合金的峰值应力值。为精确预测LAZ532合金的热变形行为，构建相应的应变补偿Arrhenius本构模型，预测结果与实验结果吻合良好。基于Murty准则，建立相应的热加工图，合理的加工区域在538～623 K和0.001～0.01 s^-1范围内。在高应变速率变形条件下，AlLi相不利于LAZ532合金在热压缩过程中的流动稳定性和动态再结晶。此外，变形温度会改变LAZ532合金的动态再结晶形核机制。     

Mg-11.8Gd-2.8Y-0.44Zr耐热镁合金热压缩变形行为研究

采用Gleeble-1500热/力模拟机,对Mg-11.8Gd-2.8Y-0.44Zr耐热镁合金在温度为573～723 K,应变速率为0.001、0.010、0.100 s-1,应变量为60%的塑性变形行为以及热压缩后镁合金组织的变化进行了研究.分析了流变应力与应变速率和温度的关系.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,根据试验分析,合金的热加工宜在623 K时进行.     

固溶处理对Ni-Co基高温合金反常动态应变时效的影响

研究了亚固溶和过固溶处理对Ni-Co基高温合金在400和450℃和不同应变速率下拉伸时的锯齿状塑性失稳现象的影响.实验结果表明,过固溶合金的晶粒尺寸和二次γ′相间距大于亚固溶合金.2种固溶处理后的合金都表现为反常动态应变时效,其锯齿状流变现象都是由置换固溶原子和可动位错的相互作用引起的.2种固溶处理后锯齿状流变的临界应变量的差别与合金内二次γ′相的间距和塑性变形时合金内位错密度有关;其应力差值的区别与塑性变形时合金内位错密度及由晶界控制的扩散有关.     

易拉罐用铝材的锯齿屈服现象

在应变速率为5.56×10-5～5.56×10-3 s-1的范围内,从223～773 K,每间隔25 K的温度下对易拉罐用铝材进行系列拉伸实验,探索其锯齿屈服规律.结果表明:易拉罐用铝材在形变过程中会出现动态应变时效现象;在给定的应变速率下,动态应变时效仅发生在一定的温区;在该温区内,应变速率敏感性出现了负值,强度出现了一个平台;并存在临界应变量转折温度Tt,在温度低于Tt的温区,动态应变时效是由于Mg溶质原子气团与位错交互作用的结果;在温度高于Tt的温区,存在两个相反的热激活过程,一是溶质原子运动至位错并钉扎位错;另一个过程是吸收源吸收溶质原子减弱对位错的钉扎作用.     

挤压态MB350镁合金的高温拉伸变形行为

研究了热挤压态Mg-3Al-3Zn-1Ti-0.6RE镁合金的高温拉伸变形行为和微观组织演变,分析了该合金在温度为623K-723K,应变速率为1x10-4s-1-1x10-2s-1条件下的流变应力随温度和应变速率的变化,归纳了温度、应变速率与流变应力的关系。研究结果表明：温度和应变速率是影响流变应力的主要因素,在变形过程中,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。在本实验条件下,该合金的变形本构方程可用双曲正弦函数 来描述,应力指数n=3.286,激活能Q=238kJ/mol,表明该合金的高温塑性变形机制主要是位错滑移和攀移。     

Load relaxation and creep behavior of a spray cast hypereutectic Al-25Si-2Cu-1Mg alloy

We studied the high temperature deformation behavior of a spray cast Al-25Si-2Cu-1Mg alloy within the framework of an internal variable theory for inelastic deformation. We then carried out a series of load relaxation tests at elevated temperatures to obtain flow curves between flow stress and strain rate. The results were analyzed based on constitutive relations prescribed by an internal variable theory. The hypereutectic Al-25Si-2Cu-1Mg alloy exhibited two distinctly different deformation modes, viz. plastic deformation induced by dislocation glides and creep deformation by dislocation climbs at high temperatures. These load relaxation test results were then compared with those obtained from a series of creep tests performed at elevated temperatures under various stress levels. They were found to agree well with each other, providing a means to replace the time-consuming creep test by a simple load relaxation test in order to obtain high temperature creep data.     

STRESS RELAXATION BEHAVIOUR OF TITANIUM

Studies of stress relaxation were carried out on commercially pure titanium.It was found thatthe stress relaxation behaviour relates closely to the level of deformation.The amount of re-laxed stress σ_R is independent of the amplitude of stress dip in a certain range ofdeformation.However,it depend on the stress level at which stress relaxation begins in a cer-tain relaxation time t_R.Both back(critical)stress σ_c and flow stress σ_o vary with the strainin a similar manner.The effective stress on dislocations σ~* increases with increasing strainunder low strains,but keeps constant under higher strains.     

Stress relaxation behavior of Ti-6Al-4V alloy

1　INTRODUCTIONTi 6Al 4VisoneofthemostimportantTial loys[1,2 ] .Butthisalloyhasbadformabilityforitshighelasticresilience .Therefore ,hotsizingisimpor tant[36 ] .Asthebaseofhotsizing ,thestudyofstressrelaxationhasimportanttheoreticalvalueandpracticalsignificance .Ontheotherhand ,Ti 6Al 4Visusedasfastenermaterialssometimes .Whenthefastenersworkatthetemperaturehigherthanroomtemperature ,stressrelaxationmayresultsinacci dents .Sohowtopreventthestressrelaxationisveryimportant[7] .Uptonow ,…     

Thermomechanical fatigue mechanism in a modern single crystal nickel base superalloy TMS-82

Thermomechanical fatigue (TMF) in a 〈0 0 1〉 oriented nickel base single crystal TMS-82 superalloy was studied in an effort to clarify the mechanisms of stress relaxation and failure. Detailed observations of the microstructural evolution from the interior and outer surfaces of the specimens after TMF tests were made using transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and optical microscopy. The stress relaxation took place during a hold time in compression at 900 °C, and the associated mechanisms varied with the following cycles. During TMF cycling, three stages of stress relaxations were identified: (1) primary stress relaxation; (2) steady stress relaxation; and (3) tertiary stress relaxation; each stage exhibits a distinct microstructural evolution. The first stage is related to the filling of dislocations in the γ channels; the second stage involves dislocation annihilation; and the final stage is associated with the de-twinning of deformation twins. The main crack was found to originate from the intersection of deformation twin plates with the specimen surface, and oxidation then assists the growth of the crack. The stress concentration at the crack tip results in a high density of deformation twins, and the propagation of the crack along the twin boundaries can lead to TMF failure of the specimen.     

1Cr18Ni9钢螺旋压缩弹簧应力松弛机理

为了揭示1Cr18Ni9奥氏体不锈钢螺旋压缩弹簧的抗应力松弛性能优异的主要原因,在100、140、180和220 ℃下分别对弹簧进行了长达960 h的应力松弛试验。结果发现,经过松弛试验后,弹簧的自由长度变化较小。松驰温度为100 ℃时,在松驰过程中一阶段和二阶段间的拐点相较于其他松驰温度不明显,这是由松驰机理不同所导致的。此外,1Cr18Ni9奥氏体不锈钢螺旋压缩弹簧在100 ℃松弛时的塑性变形方式以位错的多滑移为主,而在更高的温度则以多滑移和孪生的方式发生塑性变形。     

氢在钢的硫化物应力腐蚀破裂中的作用

本文研究了12MnMoVNbTi低合金钢在饱和H_3S溶液中的极化和应力腐蚀行为,并与电解充氢条件下的应力破裂行为进行了对比。证明钢中Mo、Nb含量的变化与热处理条件的不同对其一般腐蚀行为影响很小,但能显著改变其抗应力腐蚀性能,12MnMoVNbTi钢在H_2S介质中的应力腐蚀破裂行为与它们在充氢条件下的应力破裂行为非常类似,显示其应力腐蚀破裂的实质是氢脆。充氢条件下应力弛豫和恒载荷拉伸试验结果表明,氢有引起钢的软化和硬化的双重作用。由于氢的进入所产生的软化作用使钢在屈服强度以下发生塑性变形,但随后的硬化过程又使变形速度逐步减慢。这种由氢的作用引起的在较低应力下发生的塑性变形过程并不直接导致断裂,但塑性变形行为和氢应力破裂行为之间的关系表明,这种变形过程中的位错运动能够帮助氢的移动和向塑变区及裂纹尖端集中,促进氢脆断裂。     

Effect of grain size on high-temperature stress relaxation behavior of fine-grained TC4 titanium alloy

In order to analyze the effect of grain size on stress relaxation (SR) mechanism, the SR tests of TC4 alloy with three kinds of grain size were performed in a temperature range of 650–750 °C. A modified cubic delay function was used to establish SR model for each grain size. A simplified algorithm was proposed for calculating the deformation activation energy based on classical Arrhenius equation. The grain size distribution and variation were observed by microstructural methods. The experimental results indicate that smaller grains are earlier to reach the relaxation limit at the same temperature due to lower initial stress and faster relaxation rate. The SR limit at 650 °C reduces with decreasing grain size. While the effect of grain size on SR limit is not evident at 700 and 750 °C since the relaxation is fully completed. With the increase of grain size, the deformation activation energy is improved and SR mechanism at 700 °C changes from grain rotation and grain boundary sliding to dislocation movement and dynamic recovery.     

循环载荷下表面强化工业纯锆残余应力释放研究

对工业纯锆进行表面机械研磨处理(SMAT),实现其表面纳米化,并引入残余压应力场。采用偏光显微镜(PM)、透射电子显微镜(TEM)对SMAT处理试样显微组织进行表征,利用X射线应力仪测试不同循环加载周次下距试样表面不同深度处宏观残余应力。研究不同循环加载周次下距表层不同深度处X射线衍射峰半高宽的变化特征,并采用Voigt函数拟合X射线衍射峰,得到微观应变和位错密度的分布特征。结果表明:循环加载初期残余应力释放率最大,约为25%,随着循环加载周次增加残余应力释放率趋于稳定;不同循环加载周次下,随距表层深度增加,X射线衍射峰半高宽、微观应变和位错密度逐渐降低后趋于稳定;随着位错密度降低,残余压应力逐渐增加,位错密度值稳定于约2×1010cm-2时所对应的深度,和最大残余压应力对应的深度基本一致。循环载荷下残余应力释放是通过微观塑性变形过程中位错运动来实现。     

连铸板坯连续矫直过程充分利用钢高温特性的研究

在连续矫直过程中,铸坯温度高,蠕变及应力松弛现象十分明显,坯壳处于高温、低应变和低应变速率的状态。在Gleeble-3500型热/力模拟试验机上模拟连铸坯连续矫直的工艺条件,对普碳钢的高温蠕变、应力松弛等进行了定性实验,实验结果表明,该条件下钢的蠕变及应力松弛速度很快。以某钢厂板坯连续弯曲、矫直改造为例,计算了连续矫直过程中坯壳固液相界面处的矫直应变。现场实际应用效果表明,通过采用矫直区由两段光滑连接的曲线段组成的设计方案,对连续矫直区合理布置,从而充分利用钢的高温蠕变及应力松弛现象,对降低矫直应变速率,提高连铸坯质量有很重要的意义。