Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性流变行为的变参数Arrhenius模型表征

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行多组热压缩试验,获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在温度1073～1323K、应变速率0.01～10s-1下的真应力-应变数据,基于此分析工艺参数对流变应力演变的影响规律,识别应力-应变曲线的动态再结晶型和动态回复型软化特征及其出现时机。引入不含应变影响的传统Arrhenius型本构方程,将其进一步拓展使用,在不同应变量条件下,通过多元线性回归计算与多项式拟合,求解获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金形变表观激活能Q、材料常数n、α及结构因子A等参量对应变的响应规律,从而建立Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金含应变、温度及应变速率影响的变参数流变应力本构方程。模型预测值与实验值对比显示最大相对误差为4.55%,最大平均误差为2.19%。     

Inconel 625合金高速热变形动态再结晶的临界条件

通过等温热压缩试验获得Inconel625合金在变形温度为1000～1200℃,应变速率为1～80S^-1条件下的真应力-应变曲线,利用加工硬化率,结合lnθ-ε曲线上的拐点判据及-δ（1nθ）／δε-ε曲线上的最小值,来研究Inconel625合金动态再结晶的临界条件。结果表明,在该实验条件下,Inconel625合金的lnθε曲线均出现拐点特征,对应的-δ（lnθ）／δε-ε曲线出现最小值,该最小值处对应的应变即为临界应变;临界应变随应变速率的增大和变形温度的降低而增加,并且临界应变和峰值应变之间有一定的关系,即εc=0．69εp;动态再结晶时临界应变的预测模型可以表示为εc=4．41×10^-4Z^0.14261。     

B4CP/2009Al复合材料动态再结晶临界条件

目的 研究B4CP/2009Al复合材料的热变形流变行为,确定B4CP/2009Al复合材料发生动态再结晶的临界条件。方法 采用Gleeble-1500热模拟机对体积分数为25%的B4CP/2009Al复合材料进行热压缩试验,热压缩温度为300~500 ℃,应变速率为0.001~1 s?1,并建立热变形本构方程。基于加工硬化率曲线(θ-σ),获得动态再结晶临界条件。结果 B4CP/2009Al复合材料的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而降低。临界应力(σc)与峰值应力(σp)存在线性关系：σc=0.2992σp+22.4698,引入Zener-Hollomon参数描述变形条件对临界条件的影响,得到临界应变与Z参数的关系：εc=1.35×10?3Z0.047 39。结论 B4CP/2009Al复合材料的流变应力曲线以动态再结晶软化机制为主要特征,B4C增强颗粒的加入促进了复合材料的动态再结晶。     

基于流动应力曲线的AZ80镁合金动态再结晶动力学表征

热物理模拟获得了铸态AZ80镁合金热压缩真应力-应变曲线,以此作为计算动态再结晶体积分数演变的底层数据.通过求解流动应力的双曲正弦表征模型,获得了本构模型与动态再结晶激活能等重要参数.分析峰值应力出现之前与之后的硬化曲线,识别了真应力-应变曲线所隐含的关键应变点:临界应变,峰值应变及最大软化速率应变.进一步引入表征晶体...     

Nb-Ti微合金高强钢动态再结晶动力学及临界条件

在Gleeble-3500 热模拟试验机上对Nb-Ti微合金高强钢进行了热模拟压缩试验,研究了其在变形温度为900~1 100 ℃、应变速率为0. 01~5 s-1 、最大变形量为70%条件下的动态再结晶行为。对流变曲线的分析及微观组织观察结果表明,低温高应变速率下流变曲线未显现出典型动态再结晶特征,但此条件下已发生动态再结晶。使用双曲正弦形Arrhenius关系计算的Nb-Ti微合金钢变形激活能为404 kJ/mol。利用加工硬化原理和Cingara-McQueen模型确定了动态再结晶初始临界应力和应变,分析了由Cingara-McQueen模型计算临界应力值偏高的原因,建立了临界应力、应变和Z参数之间的定量关系,得到了动态再结晶临界应力和应变方程:σ_c=0.335Z0.144,εc=0.005 9Z0.079。通过对θ-ε曲线进行分析,建立了最大软化速率处应变(εm)和变形条件的关系。在此基础上使用Avrami型动态再结晶动力学模型计算了不同变形条件下的再结晶体积分数,结果表明此模型可准确预测Nb-Ti微合金高强钢动力学。     

反应堆压力容器用SA508Gr.4N钢的热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为1050~1250℃、应变速率为0.001~0.1s-1、真应变量0.16的条件下,研究和分析SA508Gr.4N钢高温塑性变形及动态再结晶行为。结果表明:SA508Gr.4N钢的高温真应力-应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,属于温度和应变速率敏感材料;在真应力-应变曲线的基础上,建立材料热变形本构方程,较好地表征了材料高温流变特征,其热激活能为383.862kJ/mol;其硬化率-应力(θ-σ)曲线均呈现拐点且-dθ/dσ-σ曲线出现极小值;临界应变随应变速率的增大与变形温度的降低而增加,且临界应变(εc)与峰值应变(εp)之间具有一定相关性,即εc/εp=0.517;临界应变与Z参数之间的函数关系为εc=8.57×10-4 Z0.148。     

GH4706合金的热变形行为与显微组织演化

在Gleeble 3800热模拟试验机上进行GH4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s-1范围内合金的热变形行为.结果表明:GH4706合金的真应力真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小,峰值应力逐渐降低,峰值应变逐渐减小.合金的本构关系可由双曲正弦函数描述,变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13.合金的显微组织演化机制与Z参数密切相关,高Z值条件下主要发生动态回复,低Z值条件下主要发生动态再结晶与再结晶晶粒粗化.GH4706合金发生完全动态再结晶且不发生晶粒粗化的临界lnZ值为35.     

Ti-5Mo-5V-1Cr-3Al合金的热压缩变形行为研究EI北大核心CSCD

采用恒应变速率热压缩模拟实验,对Ti-5Mo-5V-1Cr-3A1（简称1Cr）钛合金在应变速率0.001～1s-1、变形温度700～900℃条件下进行研究.结果表明：该材料的流变应力对温度与应变速率敏感：当变形温度为700～800℃时,真应力-真应变曲线呈现动态再结晶单曲线特征;当变形温度为800～900℃时,低应变速率（0.001s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶多应力峰值曲线特征,高应变速率（0.01～1s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态回复曲线特征.1Cr合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为456kJ/mol.金相结果显示,材料在热压缩过程中的动态行为除了与变形速率、变形温度等加工参数相关外,也与相应温度、变形速率下材料的组织及相结构有关.合金在低应变速率0.001s 1下热压缩变形时,在接近相变点或以上（800～900℃）温度范围内仍呈现动态再结晶行为,这与材料在此阶段发生的应变诱发马氏体转变密切相关,马氏体相的析出促使材料在热变形时趋向于发生动态再结晶行为.     

BFe10-1-1铜合金热压缩流变应力行为

BFe10-1-1合金管是制造冷凝器的关键材料,主要采用热挤压方法成形.为了制定该合金的热挤压工艺,并为其挤压成形的数值模拟分析提供热力学参数,在Gleeble-1500动态热模拟机上进行高温等温压缩试验,研究了BFe10-1-1合金在高温塑性变形过程中的流变应力行为.试验温度为800~950℃,应变速率为0.1~20 S-1.研究结果表明,BFe10-1-1合金的流变应力随变形温度的增加而减小,随应变速率的增大而增大;随着应变速率越大,动态再结晶软化现象更为明显;获得了采用Zener-Hollomon参数来描述的BFe10-1-1合金高温变形的峰值应力方程,计算获得该合金变形激活能Q为182.68 kJ/mol.     

粉末冶金Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟机上对粉末冶金制备的新型医用Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金进行等温热压缩实验,研究该合金在温度为780~960℃,应变速率为0.001~1s-1,变形为60%的条件下的高温变形及动态再结晶行为。采用包含变形激活能Q和温度T的双曲正弦形式修正的Arrhenius关系来描述该合金高温压缩变形时的最大变形抗力方程;并引入参数α(ε),n(ε),Q(ε)和A(ε)得到包含σ,ε·,T,ε的本构方程。结果表明:由本构方程计算得到的应力值和实验值有较好相关性(R=0.99430),平均相对误差为5.327%;最后采用加工硬化率法通过对θ-σ和lnθ-ε曲线进行三次多项式拟求解拐点的方法,得到了不同变形条件下发生动态再结晶的临界应力和临界应变值,建立了临界应力和Z参数的关系,获得动态再结晶的临界应力方程,而临界应变εc主要集中在0.01~0.04,不同变形条件下该合金发生动态再结晶的临界应变变化极小。     

钒氮微合金钢动态再结晶动力学及影响因素

为研究钒氮微合金钢的动态再结晶动力学及影响因素,选取3种对比成分的钒氮微合金钢发生动态再结晶的流变应力曲线,利用硬化速率一应力(θ-σ)曲线获得了饱和流变应力σsat、峰值应力σp、动态再结晶临界应力σc及稳态应力σss的准确值及上述特征应力值与σp的依赖关系,回归得到应变速率敏感的中碳钒氮微合金钢动态再结晶临界应变ε...     

3003铝合金动态再结晶实验研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10.0s-1的高温等温压缩实验,由真应力-真应变曲线计算应变硬化速率,并采用截线法测量热压缩后平均晶粒尺寸,结果表明:3003铝合金动态再结晶临界应变εc随着Z参数的增大而提高,合金发生动态再结晶的临界条件为:...     

TiC/CuAl2O3复合材料动态再结晶临界条件

为了确定TiC/Cu-Al₂O₃复合材料的动态再结晶行为,为热加工工艺参数的制定提供理论参考。采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在变形温度450~850℃、应变速率0.001~1 s^-1、总应变量为0.7的条件下,对TiC/Cu-Al₂O₃复合材料进行热模拟试验。对TiC/Cu-Al₂O₃复合材料的真应力-应变曲线数据进行拟合、分析,求得材料的加工硬化率。结合加工硬化率-应变曲线的拐点和对应偏导曲线最小值的判据,研究了该复合材料动态再结晶临界条件。结果表明：TiC/Cu-Al₂O₃复合材料的真应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;该材料的加工硬化率-应变曲线出现拐点,对应偏导曲线出现最小值;临界应变随变形温度的升高与应变速率的降低而减小,且临界应变与峰值应变以及Zener-Hollomon参数之间具有相关性。     

Strain Softening and Hardening Behavior in AZ61 Magnesium Alloy

The deformation behavior of AZ61 Mg alloy during hot deformation has been investigated in wide temperature and strain rate range by a Gleeble simulator. Specimens are deformed in compression in the temperature range of 523～673 K and at strain rates of 0.001～1 s-1. It is found that the flow curves exhibit a peak and then decrease towards steady-state of classical DRX, which decrease with rising temperature and decreasing strain rate. The deformation behavior of the specimens can be attributed to the occurrence of strain hardening and softening. As stress decreases, the strain hardening rate declines at a fast rate when temperature rises or strain rate decreases. The shapes of θ-σ curves indicate some important features such as subgrain formation, the critical stress, the peak stress and steady stress. The onset of DRX can be determined by the point of inflection on θ-σ or Inθ-σ curves.     

新型奥氏体耐热钢CHDG-A的动态再结晶行为及其动力学模型

进行新型奥氏体耐热钢(CHDG-A)的热压缩实验,研究了在900~1100℃、应变速率为0.01-10 s^-1条件下这种钢的热变形特征。结果表明:随着变形温度的提高或应变速率的降低这种钢的流变应力显著降低。基于Arrhenius模型构建了这种材料的本构方程,得到CHDG-A热变形激活能Q为515.618 kJ/mol。微观组织分析结果表明,动态再结晶(DRX)是该材料在实验热变形条件下最主要的软化方式,DRX形核主要通过晶界弓出,变形温度的升高和应变速率降低均有利于再结晶形核。基于真应力-应变曲线求得动态再结晶用Z参数表示的峰值和临界值(σ_p、ε_p、σ_c和ε_c),并确定了ε_c/ε_p,σ_c/σ_p的比值分别为0.52和0.98。同时,还基于Avrami方程建立了CHDG-A的DRX动力学模型。     

TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学

使用圆柱形TB6钛合金试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行热模拟压缩实验(变形温度为825~1100℃,应变速率为0.001~1 s^-1)。对采集的流变数据进行加工硬化率处理,确定动态再结晶体积分数,研究了TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学。结果表明,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的提高而增大,流变曲线呈现出动态再结晶类型的特征。随着应变速率的降低和变形温度的提高,动态再结晶的体积分数和晶粒尺寸增大。在变形温度高于950℃、应变速率低于0.001 s^-1条件下,动态再结晶的晶粒严重粗化。动态再结晶动力学曲线经历缓慢增加—快速增加—缓慢增加三个阶段,呈现出典型的“S”型特征。确定了动态再结晶的体积分数达到50%时的应变,建立了TB6钛合金的动态再结晶动力学模型。     

Constitutive modelling for high temperature behavior of 1Cr12Ni3Mo2VNbN martensitic steel

The deformation behavior of 1Cr12Ni3Mo2VNbN martensitic steel in the temperature range of 1253 and 1453 K and the strain rate range of 0.01 and 10 s⁻¹ are investigated by isothermal compression tests on a Gleeble 1500 thermal-mechanics simulator. Most of the stress-strain curves exhibit a single peak stress, after which the stress gradually decreases until a steady state stress occurs, indicating a typical dynamic recrystallization (DRX) behavior of the steel under the deformation conditions. The experimental data are employed to develop constitutive equations on the basis of the Arrhenius-type equation. In the constitutive equations, the effect of the strain on the deformation behavior is incorporated and the effects of the deformation temperature and strain rate are represented by the Zener-Holloman parameter. The flow stress predicted by the constitutive equations shows good agreement with the experimental stress, which validates the efficiency of the constitutive equations in describing the deformation behavior of the material.     

30%Cr-Cu复合材料热变形及动态再结晶临界条件

采用放电等离子烧结法(SPS)制备出30%Cr-Cu复合材料,对其致密度、硬度和导电率等相关性能进行测试,并观察分析该复合材料的显微组织。利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度650~950℃、应变速率0.001~10s-1、变形量60%的条件下对30%Cr-Cu复合材料进行热模拟压缩试验。对热压缩试验得到的真应力-应变数据进行拟合、计算和分析,构建该复合材料的本构方程,同时得到材料的加工硬化率θ,利用材料的lnθ-ε曲线出现有拐点和-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值这一判据,分析该复合材料的动态再结晶临界条件。结果表明:30%Cr-Cu复合材料的真应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随应变速率的增加和温度的降低而升高;该复合材料的lnθ-ε曲线出现拐点,-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值,该最小值所对应的应变为临界应变εc,且εc随变形温度的升高和应变速率降低而减小,εc与Zener-Hollomon参数Z的函数关系为εc=2.38×10-3 Z0.1396。