超超临界转子用X12钢高温变形行为及基于应变补偿的本构模型

采用Gleeble-1500D试验机对X12钢进行热压缩试验,应变速率范围为0.05~5 s-1,变形温度范围为950~1200℃,研究其高温成形工艺,分析变形温度、应变速率等对流变应力的影响,在考虑应变对材料常数影响的基础上,建立了X12材料基于应变补偿的Arrhenius本构模型,并对所建立的本构模型进行验证。结果表明:随着变形温度的升高或应变速率的降低,真应力和峰值应力逐渐减小;修正后的Arrhenius本构模型能够很好的预测X12钢的流动应力,该模型具有良好的准确性和可靠性。     

Al-6.2Zn-0.70Mg-0.30Mn-0.17Zr合金基于Arrhenius模型与ANN模型的热压缩流变行为（英文）

在Gleeble-3500热模拟仪上进行热压缩实验,研究在变形温度为623~773 K、应变速率为0.01~20 s~(-1)时均匀化状态下Al-6.2Zn-0.70Mg-0.30Mn-0.17Zr合金的热变形行为。实验结果表明:变形过程中流变应力值随应变速率的减小或变形温度的升高而减小。为研究热压缩过程合金的流变行为,同时建立了应变补偿本构模型与人工神经网络模型。计算结果表明:热压缩过程中各个材料常数与应变之间的关系可分别用6次多项式描述;隐含层含有16个神经元的神经网络模型具有好的预测效果。采用应变补偿本构模型和神经网络模型对流变应力进行预测,预测值平均绝对误差分别为3.49%和1.03%,神经网络模型预测精度与效率均高于应变补偿本构模型。     

稀土镁合金热变形应变补偿型本构模型

采用Gleeble/1500热模拟试验机,在变形温度300~420℃,应变速率0.0005~0.5s-1,最大变形量80%的变形条件下,对稀土镁合金合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究了该合金的高温流动应力变化规律,并建立了应变补偿的材料热变形Arrhenius本构关系模型,并将经计算得到的结果与热模拟试验得到的应力应变曲线进行对比,结果比较吻合。考虑应变对流动应力的影响,确定了峰值应力、变形温度和应变速率之间的关系,并获得了变形激活能和本构方程中材料常数随应变的变化规律。     

Ti2AlNb合金高温拉伸性能研究及本构方程的建立

通过高温拉伸试验研究了Ti2AlNb合金在温度为900~1000℃、应变速率为0.0001~0.01 s~(-1)下变形温度及应变速率对材料伸长率和抗拉强度的影响,并基于试验结果研究了材料应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化趋势。结果表明:Ti2AlNb合金应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化呈先升高后下降的趋势,在温度为975℃、应变速率为0.0005 s~(-1)条件下达到峰值,随后快速下降。通过扩展Rossard提出的粘塑性关系式,修正了基于Backoften方程所建立的应力-应变本构关系式,建立了材料在不同温度下的热变形本构方程。试验结果与模型计算结果基本吻合,可用于表征Ti2AlNb合金在高温下的热变形行为。     

考虑应变因素的2099合金高温流变行为模型（英文）

采用等温热压缩试验研究2099合金在变形温度300~500°C、应变速率0.001~10 s-1条件下的热变形行为。为了准确地表征流变行为,采用摩擦与温度修正后的实验数据构建本构模型。结果表明,温度和应变速率对合金热变形行为的影响可用包含Arrhenius关系的Z参数来表征。此外,通过计算不同应变量下的材料常数(α、n、Q和A)考虑了应变对本构模型的影响。利用统计分析对比了由本构模型获得的预测曲线与试验修正曲线,二者显示了很好的吻合,这表明所构建的本构模型能够很好地预测2099合金的热变形流变行为。     

初始δ相(Ni_3Nb)对镍基合金高温拉伸变形行为及材料参数的影响（英文）

通过高温拉伸实验研究了初始δ相(Ni_3Nb)含量对一种镍基合金高温拉伸变形行为和材料参数的影响。研究结果表明,初始δ相含量、变形温度、应变速率和应变对镍基合金高温拉伸变形行为的影响十分显著。基于实验结果,建立了一种修正的Arrhenius本构模型,其模型的材料参数表达为初始δ相含量和应变的函数关系。该模型可以描述初始δ相含量、变形温度、应变速率和应变对镍基合金高温拉伸变形行为的综合影响。通过比较,模型预测值与实验值吻合,证实了建立的本构模型可精确地预测镍基合金的高温拉伸变形行为。     

材料流变行为的温度和应变速率补偿研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对实验材料进行热压缩变形,研究了该材料在850~1000℃和应变速率为5~20s-1条件下的高温流变应力行为。考虑到实验过程的实际温度及应变速率与实验设定值存在差异,实验对材料高温变形过程进行了温度补偿和应变速率补偿,并给出了实验材料的变形常数(β、α、激活能Q)在材料高温变形过程中的连续变化规律,使传统的本构方程更加准确。     

轻轨用55Q钢的高温流变应力本构模型

通过Gleeble-3800热模拟实验机,在应变速率为0.1～20 s^-1、变形温度为900～1200℃的条件下对轻轨用55Q钢进行轴向单道次压缩实验,得到55Q钢的真应力-真应变曲线,并分析研究了不同热加工条件对55Q钢高温流变应力的影响。实验结果表明：在相同变形温度下,低应变速率时的流变应力较低,在相同应变速率下,高温时的流变应力较低,说明低应变速率和高温有利于动态软化。对流变应力、应变速率和变形温度之间的关系进行线性拟合,建立了55Q钢的修正Johnson-Cook本构模型和基于应变补偿的Arrhenius本构模型,对比两种模型发现,基于应变补偿的Arrhenius本构模型的预测精度更高,能够较好地揭示55Q钢的热变形特性。     

超高强TB8钛合金高温塑性变形流变应力分析与本构方程

在Gleeble-3000热模拟试验机上进行等温恒速率热压试验(变形温度800~950℃,应变速率0.001~1.0 s-1),研究了TB8合金的高温塑性变形流变应力变化规律,建立了一个包含应变量的本构方程。结果表明,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;当ε·≤0.1 s-1时,TB8合金高温热压流变曲线为动态再结晶型流变曲线;热变形激活能Q、材料常数n、α、及ln A均与变形量有关;所建立的本构关系能较好的反应TB8合金高温低应变速率下的流变特征。     

GGG70L球墨铸铁的高温变形行为及其本构模型建立北大核心CSCD

为了准确获取GGG70L球墨铸铁的本构模型,实现激光表面淬火过程的数值模拟和热处理变形分析,在800~1100℃变形温度下分别进行了变形速率为0.01、0.1、1和10 s^(-1)的热模拟实验,研究了GGG70L球墨铸铁的变形行为,并基于J-C优化模型及应变补偿型的Arrhenius模型分别建立了GGG70L球墨铸铁的本构模型。结果表明:GGG70L球墨铸铁的软化作用与温度和应变速率呈负相关关系;加工硬化作用与温度呈负相关关系,而与应变速率呈正相关关系。基于应变补偿型的Arrhenius模型的拟合效果较好,平均相对误差仅为5.11%,能够较为准确地描述GGG70L球墨铸铁的变形行为,为研究GGG70L球墨铸铁激光表面淬火过程的应力-应变场的数值模拟奠定了基础。     

基于位错密度理论的核级316LN不锈钢高温本构模型

研究了316LN奥氏体不锈钢在1050~1200 ℃、应变速率0.1,1和50 s^-1下的压缩变形行为,分析了变形温度和应变速率对热流曲线的影响。基于位错密度理论,建立了316LN钢的热变形本构模型,并揭示了316LN钢的软化机理。结果表明,在高温低应变速率（小于0.1 s^-1）条件下,动态再结晶（DRX）为主导软化机理;在高温高应变速率（大于1 s^-1）条件下,动态回复（DRV）为主导软化机理;在高温及应变速率为0.1和1 s^-1条件下,DRV和DRX共同作用。构建的模型可以很好地预测316LN钢的热变形行为,其Pearson相关系数为0.9956,平均相对误差绝对值为3.07%,为一个精确的本构模型。     

基于BP神经网络的GH5188高温合金本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH5188高温合金试样进行热压缩试验,研究其在应变速率为0.001~0.1s^-1和变形温度在1000~1150℃时的热变形行为;建立了基于BP神经网络的本构模型,并验证了所建本构模型的可靠性,最后基于误差计算分析了BP神经网络本构模型的精度。结果表明,温度和应变速率对GH5188合金流变应力的影响明显,随着压缩温度升高和应变速率降低,GH5188合金流变应力明显减小。经定量误差计算分析,BP神经网络本构模型应力预测偏差值在10%以内的数据点占97.92%,BP神经网络模型能准确地预测GH5188高温合金的高温流变应力。     

Constitutive Analysis to Predict High-Temperature Flow Stress in 2099 Al-Li Alloy

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

利用本构方程和加工图表征BFe10-1-2白铜合金的热变形行为

为了获得BFe10-1-2白铜合金的合理热变形工艺参数,通过热模拟压缩试验对该合金的高温变形行为进行了研究。试验温度为1023~1273K,应变速率为0.001~10s_-1。通过流变曲线分析、动力学分析及加工图对BFe10-1-2白铜合金的高温变形行为进行了表征,计算出BFe10-1-2白铜合金在热压缩变形过程中的激活能为425.299KJ/mol。通过Zener-Holloman参数以及真应变建立了BFe10-1-2白铜合金的本构方程用以描述该合金的高温流动应力。对计算的流动应力值与试验值进行了对比,结果表明：本构方程可以准确描述该合金的高温流动行为。此外,基于动态模型,建立了BFe10-1-2白铜合金的热加工图,并通过宏观及微观组织分析对加工图的准确性进行了验证。     

6061铝合金半固态本构方程的研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对采用近液相线半连续铸造方法制备的6061铝合金半固态坯料进行热模拟压缩试验,研究变形温度为585℃~605℃、应变速率为0.01/s~10/s时,变形温度和应变速率对变形行为的影响。结果表明,半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。以半固态触变压缩试验结果为基础,建立了反映半固态6061铝合金变形行为的本构方程,并进行回归分析。结果表明,该模型具有良好的精度,试验确定的6061铝合金本构关系的适用温度范围为585℃~605℃,应变速率范围为0.01/s~10/s。     

Aermet100钢高温变形行为及热加工图研究

通过热模拟压缩试验研究了Aermet100钢在应变速率为0.01~50 s-1,变形温度为1073~1473 K和变形程度为0.05~0.9条件下的热变形行为,并采用正交分析方法研究了工艺参数(应变、应变速率、变形温度)对Aermet100钢热变形流动应力的影响规律,建立了基于正交分析的回归型Aermet100钢的热变形本构方程。综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,依据动态材料模型(DMM)建立了基于本构方程的Aermet100钢的热加工图,并利用热加工图确定了Aermet100钢热变形时的流变失稳区,分析讨论了不同区域的Aermet100钢的高温变形特征。     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

316LN奥氏体不锈钢的高温流变行为与本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对锻造态316LN不锈钢进行了等温热压缩试验,研究了应变速率为0.001～1 s^-1、变形温度为1223～1523 K、压缩变形量为65%条件下材料的高温流变行为,建立了流变应力本构模型,并将其应用于Deform-3D软件平台,通过导入新材料数据,考虑界面摩擦等尺寸仿真了热模拟试验结果。结果表明:相同应变速率下,随着变形温度升高,316LN奥氏体不锈钢的压缩应力逐渐减小;相同变形温度下,随着应变速率增加,材料的压缩应力逐渐增大;且在真应力-真应变曲线中,随应变量增大,压应力在后期逐渐达到一个稳定值;考虑界面摩擦因数,并利用Arrhenius本构模型进行变形模拟仿真说明了本构方程和仿真模型的有效性和可靠性,可为316LN不锈钢材料的工程应用提供研究基础和理论依据。     

AM80-xSr-yCa镁合金高温压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对一种新型AM80-xSr-yCa镁合金进行高温压缩变形实验,研究其在温度300℃~450℃、应变速率0.01s-1~10s-1条件下的流变行为。高应变速率下,试样的变形热带来的温升不可忽略,对真应力-真应变的测量值进行相应修正后,求得了本构方程中的系列常量。结果表明,应变速率和变形温度的变化,强烈影响着合金流变应力的大小,流变应力值随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;金相组织观察表明,动态再结晶是该实验条件下晶粒细化和材料软化的主要机制,再结晶的程度主要受变形参数影响。变形温度越高,变形量越大,动态再结晶进行的越充分;应变速率越大,再结晶平均晶粒尺寸就越小。     

铸造A356铝合金的高速热变形行为

文章针对铸造A356铝合金在高速热变形条件下的变形行为开展研究。采用等温热压缩实验,获得了铸态A356合金在温度范围为300℃~450℃,应变速率范围为0.1s-1~50s-1下的流动应力曲线,并对曲线进行了摩擦影响的修正。实验结果表明,铸态A356合金在实验条件范围内的变形机制主要为动态回复,基于动态回复条件下的位错演化理论建立的A356合金的本构方程,可以很好的预测高速热变形时的热变形行为。