MgAlLiZnTi轻质高熵合金的热变形行为与热加工图研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机,在变形温度为250—350℃、应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^-1、真应变量分别为0.3、0.45、0.6的条件下,对Mg₅₄Al₂₂Li₁₁Zn₁₁Ti₂轻质高熵合金进行热压缩实验。基于Arrhennius模型对热压缩实验数据进行拟合,建立合金的本构方程,并绘制该合金在不同真应变下的热加工图。结果表明:在实验条件下,合金的热变形过程为加工硬化和动态再结晶为主的动态软化,且该合金的流变应力值与应变速率呈正相关,与变形温度呈负相关;该合金的热加工图表明,最佳的热加工工艺参数为变形温度335—350℃、应变速率1×10^-3—1 s^-1。     

生物医用新型Ti-Nb-Ta-Mo-Zr合金的热变形行为

采用多功能相变仪对一种新型医用β型Ti-Nb-Ta-Mo-Zr合金在变形温度900~1 000℃、应变速率10~(-2)~1 s~(-1)、变形量60%的高温塑性变形行为进行研究,得出合金在高温下流变应力随变形温度、变形速率变化的变化规律。基于Zener-Hollomon参数建立了Ti-Nb-Ta-Mo-Zr合金的流变应力双曲线正弦本构方程,得出合金的真应力-真应变曲线图,并建立以动态材料为基础的热加工图。结果表明,应变温度的升高和应变速率的降低都会使合金的流动应力降低,合金流变应力曲线还具有应力峰值和流变软化特征。同时,试验得出合金在高温变形时的加工硬化指数和热变形激活能等常数。     

超轻镁锂合金LZ91热变形行为探究：本构方程及热加工图

本文以挤压态Mg-9Li-1Zn镁锂合金为材料在Gleeble3500热模拟实验机上做热压缩变形实验,变形温度范围为150℃-350℃,应变速率范围为0.001s-1-10s-1。基于所采集实验数据绘制流变应力应变曲线,建立了双曲线正弦函数的本构方程及真应变为0.916时热加工图,结合变形后微观组织观测分析了动态再结晶的产生情况,表明了适宜加工的安全区域和在加工中应该避免的失稳区域,预测温度范围为250-300℃,应变速率0.01s-1时为较理想的变形参数,峰值耗散系数值大于38.55%,热变形激活能Q=112.066kJ/mol,应力指数n=3.60273。     

双级形变热处理工艺中7A55铝合金热变形行为及热加工图

以固溶+自然时效态7A55铝合金为研究对象,利用热模拟试验机研究该合金在近生产条件(温度370～450℃,应变速率0.01～10 s-1)下的流变应力行为.基于得到的流变应力数据,构建了本构方程和热加工图,并通过微观组织对热加工图进行了验证.结果表明,经自然时效预处理后的7A55铝合金在高温变形时呈现明显软化现象,流变...     

Nb-10Zr合金的热变形行为、组织特征及热加工图

Nb-10Zr合金可作为特种薄膜功能材料应用于太阳能行业。深入理解Nb-10Zr合金的热变形行为是实现该应用的前提,然而国内目前围绕该合金热加工过程的材料加工性能相关研究十分匮乏。建立热材料加工图可实现描述指定条件下的材料可加工性,明确合金的变形窗口,指导材料加工工艺的制定和优化。选用均匀化处理后的电铸熔炼铸锭Nb-10Zr合金,采用热模拟试验机开展了热模拟压缩试验,并基于动态材料模型,通过对应变速率敏感系数m、功率耗散系数η和失稳系数ξ的数据分析,建立了材料不同温度和应变速率条件下的流变稳态区和非稳态区的热加工图。同时,通过微观组织观察,分析和验证了加工图的准确性。研究结果表明,Nb-10Zr合金铸锭在1 300 ℃下经24 h均匀化处理后,未出现Zr元素偏聚所形成的缺陷,也未见裂纹、气孔、疏松和夹渣等其他类型的缺陷。铸态组织中存在粗大晶粒和细小晶粒,晶粒尺寸分别为 500—800 μm和 20—30 μm。在应变为0.4和0.6条件下,Nb-10Zr合金存在2个合理的热加工窗口,即变形温度1 060—1 100 ℃和应变速率0.01—0.04 s^-1,以及变形温度1 080—1 100 ℃和应变速率0.3—1 s^-1。在不同变形条件下,变形后的Nb-10Zr合金均获得了细小的动态再结晶组织。在温度1 100 ℃和应变速率0.01 s^-1下,合金晶粒尺寸为80—100 μm;而在温度1 100 ℃及应变速率1 s^-1下,合金晶粒尺寸为40—60 μm。此外,通过不同工艺制备参数下合金组织形貌的观察,证明了所确定加工窗口的合理性 。本研究为Nb-10Zr生产过程中的工艺选择和工艺参数的优化提供了理论指导。     

H62黄铜合金热变形行为

结合连续挤压工艺制定Gleeble-1500热压缩试验方案,测定H62黄铜合金流变应力,采用Arrhenius方程的指数形式描述H62黄铜的本构关系,绘制H62黄铜合金的热加工图,预测H62黄铜合金在连续挤压过程中的功率耗散因子η和组织的分布,以及塑性失稳区的位置,确定H62黄铜合金的最佳热变形参数为应变速率为0.01s-1,温度为400～500℃.     

航空发动机用Haynes242高温合金热变形行为北大核心

采用Gleeble热模拟实验机,在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行了热压缩实验,通过对流变应力曲线的分析,建立了Arrhenius本构方程,并对该方程进行了修订,获得了包含变形温度、应变速率及应变量相关的Arrhenius应变补偿本构方程。采用对比及平均误差分析检验本构方程的有效性和精确性发现:修正后的本构方程计算得到的应力值和实验数据吻合较好,方程的相关系数r值为0.967、平均相对误差AARE值仅为7.35%,具有较高的准确性。此外,基于Zener-Hollomon参数建立了Haynes 242合金动态再结晶的临界应变模型,并通过对能耗图和失稳图的绘制获得Haynes 242合金的热加工图,定量揭示了变形工艺参数在变形过程中对组织演化的影响,获得了最优的热加工工艺参数。     

LZ61镁锂合金热变形行为研究

采用热压缩变形的方法对锻态LZ61镁锂合金的热变形行为进行研究,分析了应变速率对其热变形行为的影响及其微观组织演变规律.结果表明,合金的流变曲线呈现动态再结晶特征,流变应力随应变速率降低而减少;研究范围内合金的应变速率敏感指数为0.283,接近准超塑性.锻态合金组织由α?Mg相基体及其晶界上的弥散分布的β?Li相组成,...     

一种含Ti奥氏体不锈钢的热变形行为

采用Gleeble3500热模拟机研究一种含Ti奥氏体不锈钢在温度850～1250℃、应变速率0.01～10s-1条件下的热变形行为。确定其热变形方程为ε=6.516×1015[sinh(α·σ)]4.33exp(-453000/RT),由计算得到的能量消耗效率η建立了热加工图,该奥氏体不锈钢的热变形激活能为453kJ/mol,不同真应变下的热加工图相似,随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率η逐渐升高。     

无铅易切削黄铜合金高温热压缩流变应力行为

在变形温度为823~973K,应变速率为0.01~1s-1的条件下,采用热压缩实验研究了无铅易切削黄铜合金的高温流变应力行为,结果表明:在所有变形条件下该合金的流变曲线均出现软化现象,这种流变软化主要是由于发生了动态再结晶和β→α相变造成的.基于热压缩试验所得实测数据,建立了材料常数为应变的6次多项式函数的双曲正弦形式的本构模型,与实验数据对比表明,该模型能够较好地预测无铅易切削黄铜合金的流变应力.     

铸态Ti–44Al–4Nb–(Mo, Cr, B)合金的热变形行为及热加工图

利用Gleeble热模拟机研究了铸态Ti-44Al-4Nb-(Mo,Cr,B)合金在1 050～1 200℃、0.005～0.5s-1下的热变形行为,并基于所得的真应力-真应变曲线绘制了热加工图。另外,通过透射电子显微镜(TEM)研究了片层和γ相的变形机制。结果表明,该合金是典型的应变速率和温度敏感材料,它的热加工性能较好,在1 100、1 150℃温度下的低应变速率区域以及1 200℃温度下高应变速率区域比较适合热加工。再结晶是流变软化的主要原因,较高的变形温度和较低应变速率有利于再结晶晶粒的进行。片层结构的变形机制为片层扭折,而γ相的主要变形机制为位错滑移和变形孪晶。     

Mg-8Gd-3Y-0.5Zr耐热镁合金的热压缩变形行为

对Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(质量分数, %)稀土镁合金在温度为250～450 ℃、应变速率为0.001～0.1 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, 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220 kJ/mol和5.6。根据实验分析, 合金的热加工宜在350 ℃左右进行。     

AM60镁合金的高温热压缩流变应力行为的研究

在Gleeble-1500热模拟机上对AM60镁合金在应变速率为0.0005～0.5 s^-1、变形温度为250～450 ℃条件下的流变应力行为进行了研究。结果表明: AM60镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的强烈影响, 可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述。在本实验条件下, AM60镁合金热压缩变形时的应力指数n为7.2, 其热变形激活能Q为190 kJ/mol。     

退火态TC4合金的热变形行为

采用Gleeble-3 5 0 0热模拟机系统研究退火态TC4(Ti 6Al 4V)合金在75 0～95 0℃,应变速率0 0 0 1～1s- 1 条件下的热变形行为。TC4合金的热变形激活能约为482kJ/mol,热变形方程为ε′=2 95×10 1 9[sinh(α·σp) ] 2 4 9exp(-4 82 0 0 0 /RT)。不同真应变下的热加工图相似,随变形温度升高及应变速率降低,能量消耗效率η逐渐升高。在变形温度90 0℃左右、应变速率为0 0 0 1s- 1 时,能量消耗效率η达到峰值,约为5 8%。     

热压缩2519 铝合金流变应力特征

采用Gleeble-1500 热模拟机进行高温等温压缩试验, 研究了2519 铝合金在高温塑性变形时的流变应力特征。试验温度为300～500 ℃、应变速率为0.05～25 s^-1 。实验结果表明:2519 铝合金真应力-应变曲线在低应变速率(﹒ε≤25 s^-1)条件下, 流变应力开始随应变增加而增大, 达到峰值后趋于平稳, 表现出动态回复特征;而在高应变速率(﹒ε≥25 s^-1)条件下, 应力出现锯齿波动达到峰值后逐渐下降, 表现出不连续再结晶特征;应变速率和流变应力之间满足双曲正弦关系, 温度和流变应力之间满足Arrhenius 关系;可用包含Arrhenius 项的Zener-Hollomon 参数来描述2519 铝合金高温压缩变形时的流变应力行为。     

63Sn37Pb钎料的高温单轴变形行为

在323,353和373K温度下,对63Sn37Pb钎料合金分别进行单轴应变控制的系统循环试验,揭示和分析循环应变率、应变幅值、加载波形、保持时间、平均应变及其历史对材料高温循环特性的影响以及应力保持时间及其历史对高温蠕变效应的影响.研究表明,无论是单轴应变循环特性还是蠕变效应不但依赖于当前温度和加载状态,而且依赖于其加载历史.     

形变对Cu-2.3Ni-0.7Si-0.7Co合金时效析出过程及性能的影响

通过SEM、XRD和力学性能等测试手段,研究了形变对固溶态Cu-Ni-Si-Co合金析出过程和性能的影响。研究表明:预变形可促进时效过程第二相的析出,尤其在时效初期表现更显著,但易导致过时效;经过60%冷变形+450℃×1h时效后,合金硬度比直接时效态高近44.5%;导电率随时效过程进行均呈先急升后缓的变化,两者最大仅相差4.7%。综合比较分析,经60%冷变形+450℃×1h时效,合金可获得较优异的综合性能。