2026铝合金热变形行为的研究

在Cleeble-1500热/力模拟机上对2026合金进行了热压缩试验,研究了其在温度300～450℃和应变速率0.01～10 s-1条件下的热变形行为.结果表明:热变形过程中的流变应力可以很好用双曲正弦本构关系来描述,通过优化α值,可以更精确地得到该合金的表观激活能为230.51kJ/mo1.根据材料动态模型,计算并...     

喷射成形高温合金FGH4096的热变形行为

采用THERMECMASTOR_Z型热模拟试验机,研究了喷射成形高温合金FGH4096在变形温度为1 060～1 180℃、应变速率为0.1～10 s-1的等温热压缩变形行为.试验表明,在1 120℃以上变形的试样发生了动态再结晶;1 090℃以下变形的试样发生了动态回复.喷射成形FGH4096高温合金最佳热变形温度为1 120～1 180℃,最佳应变速率为0.1～5 s-1.通过表观激活能的计算讨论了喷射成形FGH4096高温合金热变形机制.     

7055铝合金的热变形行为及挤压工艺研究

采用Gleeble热模拟压缩试验研究了7055铝合金的热变形行为和组织演变规律,获得了变形温度和应变速率理论参数,实现了工业生产验证。结果表明:当温度在380～460℃范围内,应变速率在0.001～0.1s-1间时,合金表现为稳态流变;应变速率为1s-1时,合金发生流变硬化;在此变形参数区间的组织演变以动态回复为主。当变形温度为460℃、应变速率为10s-1时,合金发生严重的塑性失稳。基于热模拟试验与组织分析提出了热变形工艺理论参数,并在工厂进行了挤压验证,最终确定了7055合金较佳的挤压温度为420～440℃,挤压速率为0.3～0.7 m/min。     

真空热压烧结CuW30复合材料的热压缩变形特性

采用真空热压烧结法制备了CuW30复合材料,在Gleeble-1500D热模拟机上对该材料进行等温热压缩模拟试验.研究了温度为650～950℃、应变速率为0.01～5 S-1、最大变形量为50％条件下的流变应力行为.结果表明:CuW30复合材料存在明显的动态再结晶特征.材料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.热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述.在给定的变形条件下,计算的热变形激活能为231.150 kJ/mol.根据试验分析,合金的热加工宜在850～950℃范围内进行,应变速率为0.01～0.1 S-1.     

V-5Cr-5Ti合金热压缩模拟实验分析

在Gleeble1500热模拟材料试验机上对铸态V-5Cr-5Ti合金进行恒定应变速率热压缩模拟实验。研究了在1100～1250℃温度范围、应变速率为10.s-1和应变量分别为20%,30%,40%和50%条件下,铸态合金热压缩过程中的变形规律和热压缩后宏观形貌与组织的变化。通过分析不同压缩工艺条件下合金的应力-应变曲线和热压缩变形后的宏观形貌与微观组织,确定V-5Cr-5Ti合金的热压缩变形温度和变形量,进而制定出合金合理的锻造工艺,并通过生产实践验证了该锻造工艺。结果表明:V-5Cr-5Ti合金热锻造温度在1150～1250℃范围内,变形量控制在30%以内,可以得到性能满足需要的合金材料。     

2050铝锂合金热变形行为研究

利用热模拟压缩试验研究了变形温度300～540℃、应变速率0.01～10/s时2050铝锂合金的热变形行为,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)分析了合金热压缩态和固溶淬火态的组织演变规律。研究结果表明:2050铝锂合金流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大。合金在300～500℃区间呈现优异的热成型性,在500℃以上温度热压缩时试样表面逐步出现开裂。通过统计固溶淬火态组织的再结晶分数发现,在320～400℃热变形区间合金再结晶程度较高,达到80%;420℃再结晶分数为50%;440～520℃区间的再结晶分数低于10%。     

粉末冶金TiAl基合金高温变形行为

采用等温压缩试验,在变形温度为600～1050℃、应变速率为0.002～0.2s-1的条件下,研究了粉末冶金Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金的高温压缩性能与高温变形行为.结果表明:合金在高温压缩变形时,屈服强度随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,塑性趋于升高.合金在高温塑性变形时,峰值流变应力、应变速率和变形温度之间较好地满足双曲正弦函数形式修正的Arrhenius关系,说明其变形受热激活控制.在800～1050℃/0.002～0.2s-1范围内,合金应变敏感系数m为0.152,高温变形激活能Q为376kJ.mol-1.     

基于热扭转试验的ME21镁合金热变形行为研究

采用热扭转试验机对ME21镁合金在300~450℃、等效应变速率0.0100~0.0001 s-1范围内进行扭转试验,研究合金的热变形行为,利用Zener-Hollomon参数法通过数学分析构建了ME21合金基于热扭转试验的高温塑性变形的本构方程。结果表明:ME21镁合金在扭转温度450℃,等效应变速率0.01 s-1时,合金在断裂前的扭转圈数可以达到2.5圈,等效应变可达到1.1以上,在此种工艺下可以获得较高的热加工塑性。ME21镁合金在不同温度和不同应变速率下的热扭转过程中,硬化与软化的同时作用使得其流变过程的应力-应变曲线差异较大,扭转变形后均可得到再结晶组织,但是组织的差异也较大,再结晶晶粒尺寸取决于温度补偿应变速率参数Z的大小。合金本构方程为σ=1/0.03159ln{(Z1.547×106)1/2.4302+[(Z/1.547×106)2/2.4302+1]1/2},以此计算的流变应力的预测值与试验值相对误差平均值小于5%。ME21合金热扭转的变形激活能为Q=117.34 kJ·mol-1。     

油气田用SUP13Cr5Ni2Mo超级马氏体不锈钢热变形加工图研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,研究了SUP13Cr5Ni2Mo合金的热塑性及热变形行为,并建立了合金的热加工图。结果表明,在900～1 300℃,合金均具有较好的热塑性;通过热加工图分析得出,合金适宜初始加工温度范围在1 100～1 200℃,采用此参数变形获得的组织细小均匀。     

Inconel690合金高温高速热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点.实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70％,变形速率为1.0 ～80.0 s-1.根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q =417.6 kJ.mo1-1,α =0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Incone1690合金的高温变形本构方程.通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大;而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化;当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织.     

耐热合金热压缩修正后本构方程及热加工图

通过热模拟压缩实验研究了耐热合金CN617在变形温度为950~1 150℃、应变速率为0.01~10s-1条件下的热变形行为,修正了实验中由于摩擦和变形热效应引起的流变应力误差,并采用修正后的流变应力值,通过回归分析建立了CN617合金的热变形本构方程并绘制了热加工图。计算得出锻态耐热合金CN617热变形的热激活能平均为550kJ/mol。利用热加工图确定了CN617合金热变形时流变失稳区,分析得到了CN617合金流变失稳的原因是极少动态再结晶发生以及局部绝热变形带的形成。     

医用镍钛合金的制备与热压缩变形行为

采用真空感应熔炼法制备了医用Ti-50. 7%Ni合金(原子数分数), 测试了铸态合金的成分、相变点、微观组织和硬度, 并采用Gleeble-3800热模拟实验机在变形温度750~950℃、应变速率0. 001~1 s-1, 应变量为0. 5的条件下对Ni-Ti合金进行高温压缩变形, 分析其流动应力变化规律, 建立了高温塑性变形本构关系和热加工图.结果表明: 当变形温度减小或应变速率增大时, Ni-Ti合金的流动应力会随之增大.应变速率为1 s-1时, 合金的真应力-真应变曲线呈现出锯齿状特征.根据热加工图, 获得了Ni-Ti合金的加工安全区和流变失稳区, 进而确定其合理的热变形温度范围为820~880℃, 真应变速率低于0. 1 s-1.从而为制定镍钛合金的锻造工艺参数提供理论和数据基础.      

High temperature deformation behavior and processing map of hot isostatically pressed Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B alloy using gas atomization powders

The hot compressive deformation behavior of hot isostatically pressed Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B al-loy using gas atomization powders was systematically investigated and the processing map was obtained in the temperature range of 1323-1473 K and strain rate range of 0.001-0.5 s-1 .The calculated activa-tion energy in the above variational ranges of temperature and strain rate possesses a low activation energy value of approximately 365.6 kJ/mol based on the constitutive relationship models developed with the Ar-rhenius-type constitutive model respectively considering the strain rate and deformation temperature.The hot working flow behavior during the deformation process was analyzed combined with the microstructural evolution.Meanwhile, the processing maps during the deformation process were established based on the dynamic material model and Prasad instability criterion under different deformation conditions.Finally, the optimal hot processing window of this alloy corresponding to the wide temperature range of 1353-1453 K and the low strain rate of 0.001-0.1 s-1 was obtained.     

Ni60Ti40形状记忆合金的热变形行为

为获得Ni₆₀Ti₄₀形状记忆合金热变形的最佳工艺参数,利用等温恒速率热压缩试验研究了在温度为800~1 000 ℃、应变速率为0.005~5.000 s-1条件下Ni₆₀Ti₄₀合金的热变形行为,通过探究不同变形温度和应变速率对Ni₆₀Ti₄₀合金流变行为的影响创建本构关系,并以动态材料模型为基础构建热加工图。结果表明,Ni₆₀Ti₄₀合金的流变应力随变形温度的升高而减小、随应变速率的升高而增大。温度为900~1 000 ℃、应变速率为0.005~0.500 s-1时,流变应力较快达到稳态,且所需的变形量较少。采用Arrhenius双曲正弦模型构建的Ni₆₀Ti₄₀合金热变形的流变应力本构关系模型可基本准确地预测实际流变应力随工艺参数的变化趋势,计算得到Ni₆₀Ti₄₀合金的平均热变形激活能为213 kJ/mol。Ni₆₀Ti₄₀合金的热变形有3个稳定变形区和1个失稳区,适宜变形的区域为800~870 ℃/0.005~0.080 s-1、870~950 ℃/0.080~0.500 s-1和950~1 000 ℃/0.050~5.000 s-1;不适合进行热加工的区域为800~850 ℃/0.220~5.000 s-1。     

Ni60Ti40形状记忆合金的热变形行为

为获得Ni₆₀Ti₄₀形状记忆合金热变形的最佳工艺参数,利用等温恒速率热压缩试验研究了在温度为800~1 000 ℃、应变速率为0.005~5.000 s-1条件下Ni₆₀Ti₄₀合金的热变形行为,通过探究不同变形温度和应变速率对Ni₆₀Ti₄₀合金流变行为的影响创建本构关系,并以动态材料模型为基础构建热加工图。结果表明,Ni₆₀Ti₄₀合金的流变应力随变形温度的升高而减小、随应变速率的升高而增大。温度为900~1 000 ℃、应变速率为0.005~0.500 s-1时,流变应力较快达到稳态,且所需的变形量较少。采用Arrhenius双曲正弦模型构建的Ni₆₀Ti₄₀合金热变形的流变应力本构关系模型可基本准确地预测实际流变应力随工艺参数的变化趋势,计算得到Ni₆₀Ti₄₀合金的平均热变形激活能为213 kJ/mol。Ni₆₀Ti₄₀合金的热变形有3个稳定变形区和1个失稳区,适宜变形的区域为800~870 ℃/0.005~0.080 s-1、870~950 ℃/0.080~0.500 s-1和950~1 000 ℃/0.050~5.000 s-1;不适合进行热加工的区域为800~850 ℃/0.220~5.000 s-1。     

齿轮钢SAE8620 H高温变形行为及热加工图

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应力、应变速率和温度相关数据推导出SAE8620H高温变形激活能Q=280359.9 J·mol-1.根据变形量40%和60%下应力构建该齿轮钢的热加工图,通过热加工图中耗散值及流变失稳区确定其热变形工艺参数范围.SAE8620H钢在在变形程度较小时宜选取低的应变速率进行成形,而在变形程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率.      

高温合金NiCr22Mo9Nb的热塑性行为与加工图研究

采用先进的热力模拟技术对高温合金NiCr22Mo9Nb合金进行热压缩试验,系统研究了合金在900~1100℃,0.01~5.00 s^-1变形条件下的热塑性行为。根据热压缩实验数据,给出不同变形参数下该合金的流变应力曲线。考虑绝热温升效应对流变应力曲线的影响,通过外推法对高应变速率曲线进行绝热温升修正,基于修正后的流变应力曲线构建该合金Arrhenius型本构模型。根据动态材料模型推导该合金在不同应变下的加工图,并分析不同变形参数下该合金的变形组织演化规律。结果表明,该合金的流变应力曲线呈现动态再结晶软化特征;在高应变速率5.00 s^-1下发生明显的绝热温升现象,并且随着变形温度的升高绝热温升效应减弱;该合金在900~1100℃时的热变形激活能为485.31k J·mol^-1;结合该合金的热加工图和不同区域变形组织特征,合金的完全再结晶区域为变形温度T=1050~1100℃、应变速率ε=0.10~0.25 s^-1,失稳区域为T=900~1100℃、ε=0.3~1.8 s^-1,建议该合金的最佳热加工窗口为完全再结晶区域。     

6069铝合金的热变形行为和加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为300～450℃,应变速率为0.01～10 s?1条件下对6069铝合金进行热压缩实验,研究该合金的热变形行为及热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,6069铝合金热变形过程中的流变行为可用双曲正弦模型来描述,在实验条件下的平均变形激活能为289.36 kJ/mol。真应变为0.7的加工图表明合金在高温变形时存在2个安全加工区域,即变形温度为300～350℃、应变速率为1～10 s?1的区域和变形温度为380～450℃、应变速率为0.01～0.3 s?1的区域。适合加工的条件是变形温度为350℃,应变速率0.01 s?1。     

Optimization of Hot Workability in Superaustenitic Stainless Steel 654SMO

Hot compression tests were conducted on a Gleeble-3800 machine in a temperature range of 950 to 1200 ℃ and a strain rate range of 0. 001 to 10 s-1 in order to study the hot deformation behaviour of superaustenitic stainless steel 654SMO. The results show that peak stress increases with decreasing temperature and increasing strain rate, and the apparent activation energy of this alloy was determined to be about 494 kJ/mol. The constitutive equation which can be used to relate the peak stress to the absolute temperature and strain rate was obtained. The processing maps for hot working developed on the basis of flow stress data and the dynamic materials model were adopted to op- timize the hot workability. It is found that the features of the maps obtained in the strain range of 0.2 to 1.0 are fun- damentally similar, indicating that the strain does not have a substantial influence on processing map. The combina- tion of processing map and mierostructural observations indicates that the favorable hot deformation conditions are located in two domains of processing map. The first domain occurs in the temperature range of 980 to 1035 ℃ and strain rate range of 0. 001 to 0.01 s-1 with a peak efficiency of 55%. The second domain appears in the temperature range of 1 120 to 1 180 ℃ and strain rate range of 0.3 to 3 s-1 with peak efficiency of 35%. Compared to other stable domains, the specimens deformed in these two domains exhibit full dynamic recrystallization grains with finer and more uniform sizes. An instability domain occurs at temperatures below 1 100 ℃ and strain rate above 0.1 s-1 , and flow instability is manifested in the form of flow localization.