超声处理对AZ80镁合金热变形的影响

根据AZ80镁合金的差示扫描量热法升温曲线(DSC曲线)确定了该合金的热处理制度,将超声处理和未经超声处理的铸态AZ80镁合金经400℃保温6小时均匀化热处理后,在GLEEBLE-1500D热模拟机上进行热压缩实验,在350℃、应变速率0.1s~(-1)、压缩量60%的变形条件下该合金的真应力—真应变曲线特征未发生较大变化,均具有明显的动态再结晶特征,超声处理有利于AZ80镁合金在动态再结晶过程中得到较小的动态再结晶晶粒尺寸。     

FGH96合金在等温变形条件下的变形及微观组织演化

通过热模拟试验,深入分析了FGH96合金在高温变形条件下的动态再结晶行为,研究其发生动态再结晶的临界条件及动态再结晶晶粒尺寸的影响因素.深入研究了加工硬化率-应力曲线、加工硬化率-应变曲线和动态再结晶的RTT曲线,确定了FGH96合金热变形时动态再结晶的特征应变、峰值应变、临界应变以及最大软化率应变,同时,采用该方法,还准确地判断了动态再结晶的类型.采用定量金相分析方法,测定了再结晶晶粒尺寸,利用数学回归的方法建立了FGH96合金热变形时的动态再结晶数学模型.     

Cu-Cr-Zr合金的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟实验机对Cu-Cr-Zr合金进行了压缩变形实验,分析了在变形温度为25~700℃、应变速率为0.0001~0.1000s-1的条件下流变应力的变化规律,利用扫描电镜及透射电镜分析合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶机制。结果表明:Cu-Cr-Zr合金在热变形过程中发生了动态再结晶,且变形温度和应变速率均对流变应力有显著的影响,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高,说明该合金属于正应变速率敏感材料;当变形温度为400~500℃时,低应变速率(0.0001~0.0010 s-1)的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶曲线特征,高应变速率(0.01~0.10 s-1)的真应力-真应变曲线呈现动态回复特征;在真应力-真应变曲线的基础上,采用双曲正弦模型能较好地描述Cu-Cr-Zr合金高温变形时的流变行为,建立了完整描述合金热变形过程中流变应力与应变速率和变形温度关系的本构方程,确定了合金的变形激活能为311.43 kJ·mol-1。     

2Cr12NiMo1W1V超临界汽轮机叶片用耐热钢的热变形行为

 为了解决2Cr12NiMo1W1V耐热钢在锻造过程中晶粒粗大和组织不均匀的问题，利用Gleeble-3800热模拟试验机，在变形温度为1 000～1 200 ℃、应变速率为0.01～10 s－1、变形量为70%的条件下，研究和分析了2Cr12NiMo1W1V耐热钢的高温塑性变形和动态再结晶行为。结果表明，该耐热钢的真应力-应变曲线具有动态再结晶特征。再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加或应变速率的降低呈增加趋势，在变形温度为1 150～1 200 ℃，应变速率为0.01 s－1时，晶粒尺寸急剧增加。在真应力-应变曲线的基础上，建立了材料热变形本构方程，其热激活能为453.74 kJ/mol。根据峰值应力绘制了合金的热加工图并获得在各加工条件下的效率值，合金的最佳热加工区间为变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为0.1～1 s－1以及变形温度为1 060～1 125 ℃、应变速率为0.1～10 s－1。     

粗晶Mg-3Gd-1Zn合金高温压缩变形过程中的动态再结晶

研究了粗晶Mg-3Gd-1Zn合金在723 ～823 K,应变速率0.100 ～0.001s-1条件下单轴压缩变形过程中的动态再结晶行为.研究结果表明,其热压缩曲线为典型的动态再结晶型,峰值流变应力和稳态流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大；在该实验温度范围内其变形激活能约为140 kJ·mol-1；再结晶晶粒尺寸lnd与lnZ参数偏离线性关系,且变形温度对再结晶晶粒尺寸的影响比应变速率更大.利用金相和电子背散射技术(EBSD)对773 K,0.010 s-1条件下压缩不同变形量的Mg-3Gd-1Zn合金进行了组织表征,发现其动态再结晶大都发生在孪晶界及其与原始晶界的交叉处,主要为孪生诱发动态再结晶形核(TDRX)机制.再结晶形核初期形状不规则,晶界倾向于呈直角,随着应变量的增大,由于晶界的局部迁移,再结晶晶粒逐渐转变为稳定的等轴晶.     

Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金动态再结晶实验研究

在温度为523～723 K,应变速率为0.002～1 s-1,最大变形程度为50%的条件下,采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金进行了高温压缩实验研究.从真应力-真应变曲线上得到了应变硬化率(θ),分别绘制了在不同压缩条件下的θ-σ,-(эθ/эσ)-σ和Inθ-σ.结果表明:动态再结晶开始发生的临界条件满足((э/ σ)(эθ-эσ/))=0,发现动态再结晶开始的临界应力、临界应变与峰值应力、峰值应变的比值在一定范围内变化,动态再结晶过程在真应力-真应变曲线峰值点之前就开始发生.通过金相显微组织研究了该镁合金在不同温度和不同应变速率下的组织演变,采用截线法测量平均晶粒尺寸.结果表明:再结晶晶粒的平均晶粒尺寸随温度的升高、应变速率的减小而增大;随温度的降低应变速率的增大而减小;峰值应力随平均晶粒尺寸的减小而增大,随平均晶粒尺寸的增大而减小.     

IN718Plus高温合金的动态再结晶行为及模型研究

采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行了单轴等温压缩实验,研究了IN718Plus镍基高温合金在变形温度1020～1140℃,应变速率0.001～1.000 s~(-1),变形量50%条件下的动态再结晶(DRX)行为,并建立了相关模型。研究结果表明:IN718Plus高温合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率敏感,动态再结晶晶粒尺寸及动态再结晶晶粒体积比随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的加快而减小。在变形过程中,原始晶粒垂直于变形方向被拉长,细小的DRX晶核以晶界弓出的形式在原始晶粒边界处形核,并通过消耗原始变形晶粒的方式逐渐长大。当变形温度较低,应变速率较快时,动态再结晶程度不高,容易在合金变形组织产生典型的项链组织,且因此导致混晶现象严重。此外,以η相的溶解温度为界构建IN718Plus合金的动态再结晶临界应变模型、动力学模型以及晶粒尺寸模型, 3种模型精确度较高,能够较为准确的预测和表征该镍基高温合金的动态再结晶行为。     

904L不锈钢动态再结晶行为

采用单道次热压缩试验,研究了904L钢在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-应变曲线以及组织形貌,阐明了热加工过程中热变形参数对其在变形过程中发生的动态再结晶行为及微观组织演变规律的影响,揭示了其相应的软化机制。结果表明:变形温度越高,流变应力越小,动态再结晶体积分数越高,晶粒尺寸越大;同温度下,变形速率越小,应力峰值越小,晶粒尺寸越大且晶界越平直化;904L钢的动态再结晶行为随着变形温度的升高,应变速率的减小,应变量的增大而进行得越充分且较高的变形温度有利于动态再结晶的进行。     

变形参数对GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响

 为了研究不同变形参数对锻态GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响,利用单道次等温压缩试验获得了变形温度为1 050～1 150 ℃、变形量为30%～70%、变形速率为0.1 s-1时的真应力-真应变曲线,分析了不同变形参数下真应力-真应变曲线以及峰值应力的变化规律,同时采用SEM、EBSD对不同变形参数下动态再结晶过程中的亚结构以及γ′相进行了精细表征,定量计算了基体内的几何位错密度以及发生动态再结晶的比例,并测试了不同变形参数下基体的硬度。重点探讨了不同变形参数下动态再结晶的形核机制,深入分析了动态再结晶过程中亚结构以及γ′相的演变规律。结果表明,变形温度为1 080 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,小角度晶界比例超过35%,基体发生动态再结晶比例小于35%,主要形核方式为连续动态再结晶。变形温度为1 110 ℃,一次γ′相尺寸减小并发生回溶,小角度晶界比例小于8%,基体发生动态再结晶比例超过75%,主要形核方式为不连续动态再结晶。随着变形量增加,一次γ′相尺寸增大、数量密度降低,小角度晶界比例显著下降,动态再结晶比例明显提高。低温变形时基体硬度随着变形量增加而显著增加,而高温变形时硬度先增加后逐渐趋于不变。GH4742合金变形温度为1 110 ℃时,变形量50%时已完成动态再结晶,组织为等轴的动态再结晶晶粒,基体硬度较低,为357HV,在此变形参数下加工具有良好的热成型性能。     

904L不锈钢动态再结晶行为

采用单道次热压缩试验,研究了904L钢在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-应变曲线以及组织形貌,阐明了热加工过程中热变形参数对其在变形过程中发生的动态再结晶行为及微观组织演变规律的影响,揭示了其相应的软化机制。结果表明:变形温度越高,流变应力越小,动态再结晶体积分数越高,晶粒尺寸越大;同温度下,变形速率越小,应力峰值越小,晶粒尺寸越大且晶界越平直化;904L钢的动态再结晶行为随着变形温度的升高,应变速率的减小,应变量的增大而进行得越充分且较高的变形温度有利于动态再结晶的进行。     

退火参数对ZE42镁合金热挤压板显微组织结构的影响

采用光学显微镜和TEM观察等方法,分析了ZE42镁合金热挤压板材在不同退火温度和时间条件下的显微组织结构。结果表明:该合金板材经过退火热处理后均发生明显的再结晶组织转变,晶粒尺寸在10～60μm之间,合金基体中存在大量含有稀土元素的第二相颗粒,这些第二相在热变形过程中破碎成细小的颗粒,促进了再结晶晶粒的形核。当退火温度一定时,随着保温时间的延长,该合金板材的平均晶粒尺寸首先增加,随后少量减小,最后又随退火时间的增加而增加;当保温时间一定时,随着退火温度的增加,晶粒平均尺寸持续增加,并且温度越高,增长速率越大。同时,通过晶粒长大动力学分析和计算建立了该合金再结晶晶粒长大的动力学模型,通过计算可知:该合金的再结晶晶界迁移激活能为15.32 kJ·mol-1。     

FGH4102粉末高温合金等温热模拟压缩试验及动态再结晶组织研究

本文研究了新型第四代粉末高温合金FGH4102在等温热模拟压缩过程中的组织演变,对γ′相在动态再结晶过程中的作用进行了探讨。结果表明,热等静压态合金在1060~1120℃温度范围变形时,热加工性能较好。1140℃变形后试样容易发生开裂,合金热加工性能较差。合金在γ+γ′两相区变形时均发生了不同程度的动态再结晶,再结晶晶粒尺寸远小于热等静压态的晶粒尺寸。变形过程中,尺寸较大的γ′相起到促进动态再结晶的作用。变形参数对动态再结晶的影响非常显著。低温高应变速率变形时,γ′相促进动态再结晶形核占主导地位,再结晶晶粒比较细小;高温低应变速率变形时,晶粒长大逐渐占据主导地位,再结晶晶粒尺寸较大。     

热变形对轴承钢G80T晶粒细化行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟变形试验机,对高温轴承钢G80T的动态再结晶行为及相关力学性能进行了研究。通过对该钢在1 050℃下以10s-1的变形速率进行0%~70%的不同形变量的单道次压缩,研究了不同形变量下热变形钢的微观组织结构及硬度。结果表明:当形变量在20%时,无动态再结晶发生;当形变量达到40%时,热变形组织出现了部分的再结晶晶粒;随着形变量的进一步加大,再结晶晶粒数目增多,形变量达到60%后,形变组织形成了平均晶粒尺寸为2.8μm的完全再结晶组织。同时由于形变和晶粒尺寸大幅度细化,钢中的碳化物也随着形变量的增加而逐步减少。通过对压缩应力-应变曲线软化行为的分析,认为该钢的再结晶属于动态再结晶;在1 050℃进行60%的形变可以实现该钢的完全动态再结晶,将平均晶粒尺寸从原始的22μm细化到2.8μm,同时将钢的硬度从820 HV提高到895 HV。研究结果表明,动态再结晶是细化高温轴承钢G80T晶粒尺寸和提高性能的一种有效措施。     

Hot Compression Recrystallization Behaviours of Low Carbon CrNiMo Carburized Bearing Steel

To explore the hot compression recrystallization behaviours of low carbon CrNiMo carburized bearing steel, isothermal compression simulation experiment was carried out by the Gleeble 1500D thermal-mechanical simulator at temperatures between 900 and 1050??, strain rates between 0??1, 1 and 10s-1 and deformations among 10%, 30%, 50%. Thermal deformation dynamic recrystallization process was analyzed by grain sizes and true strain-true stress curves in different conditions. Material??s deformation activation energy and hot deformation equation was regressed, the hot working map of material was calculated, and the critical time of static recrystallization was experimented. The results show that, high deformation temperature, low strain rate and large deformation are conducive to the occurrence of dynamic recrystallization. The fine recrystallized grains were abtained at 1050??, 50% deformation and strain rate 1s-1 in this experiment, and the average grain size is 14??97??m; The activation energy of low carbon CrNiMo carburized bearing steel decreases slowly when deformation larger than 30%. It is deduced to 436??016kJ/mol in 50% deformation, and the experimental results are also matched to the hot working map. The material has reached to the dynamic recrystallization thermodynamic condition in 900??, 1s-1, 50% deformation ,and the critical static recrystallization time is 5min after continue heated.     

Abnormal Grain Growth and Recrystallization in Al-Mg Alloy AA5182 Following Hot Deformation

Abnormally large grains have been observed in Al-Mg alloy AA5182 sheet material after forming at elevated temperature, and the reduced yield strength that results is a practical problem for commercial hot-forming operations. The process by which abnormal grains are produced is investigated through controlled hot tensile testing to reproduce the microstructures of interest. Abnormal grains are shown to develop strictly during static annealing or cooling following hot deformation; the formation of abnormal grains is suppressed during plastic straining. Abnormal grains grow by static abnormal grain growth (SAGG), which becomes a discontinuous recrystallization process when abnormal grains meet to form a fully recrystallized microstructure. Nuclei, which grow under SAGG, are produced during hot deformation by the geometric dynamic recrystallization (GDRX) process. The mechanism through which a normally continuous recrystallization process, GDRX, may be interrupted by a discontinuous process, SAGG, is discussed.     

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法。研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷。采用热挤压前预处理工艺在确保合金晶粒不长大的同时,又可使γ'相粗化,显著降低热挤压变形抗力。随着挤压温度的升高,合金晶粒尺寸呈长大趋势。挤压温度为1 080 ℃时,获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织,挤压温度继续升高,晶粒尺寸将明显长大。随着挤压比的增大,挤压载荷明显增大,采用大于6∶1的挤压比,有利于获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织。载荷随热挤压速度的升高而增大,在保证合金组织为细晶的条件下,应尽量选择较低的挤压速度。由于在热挤压过程中合金已发生了完全的动态再结晶,未观察到明显的取向,力学性能测试结果也表明沿着挤压方向和垂直于挤压方向的性能相当,说明不同挤压方向的微织构对性能没有明显影响。     

Hot Deformation Behavior of Nickel-Based Superalloy GH4720Li

 The hot deformation characteristics of GH4720Li alloy were studied at the temperature of 1100-1170 ℃ and strain rate of 001-1 s-1 using Gleeble hot compression tests. True stress-true strain curves and deformation microstructures were investigated. Constitutive equation was established using the hyperbolic law. Processing map for hot working was also developed on the basis of the variations of efficiency of power dissipation with temperature and strain rate. The results show that dynamic recrystallization is the dominant softening mechanism during hot deformation. Fully recrystallized grain is obtained at strain of 07 above 1130 ℃, and coarsening occurs above 1150 ℃. The mean deformation activation energy is determined to be 512 kJ/mol. According to the low activation energy value, high dissipation efficiency parameter and fine recrystallized microstructure, 1130 ℃ is chosen as the hot working temperature for GH4720Li alloy.     

一种含铁Ni_3Al基合金的热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对一种含铁Ni3Al基合金进行了高温压缩试验,试验温度为1 050~1 150℃,应变速率为0.1~1.0s-1,工程应变量为50%。获得了不同变形条件下的真应力-真应变曲线,并分析了合金微观组织的变化。结果表明:合金的流变应力随着变形程度的增加先达到峰值应力,之后逐渐降低,趋于稳态流变。提高变形温度及减小应变速率能有效促进动态再结晶过程。在变形温度1 100℃以上,工程应变为50%时,能够获得完全再结晶的锻态组织。基体中的γ′相粒子对合金动态再结晶有抑制作用,β相的存在促进了相界处动态再结晶形核但抑制了完全动态再结晶晶粒的长大。高温下β相的软化效应和γ′相的回溶转变都有效提高了Ni3Al基合金热加工性能。     

Extreme austenite grain refinement due to dynamic recrystallization

The possibility of a progressive austenite grain refinement due to dynamic recrystallization during low temperature finish rolling has been studied on a microalloyed Mn-steel. By using hot working simulation tests the range of deformation conditions was determined in which an austenite mean grain size of 1–4 μm can be achieved. The subsequent formation of a fine ferrite structure leads to excellent mechanical properties superior to those of heavily deformed but not recrystallized austenite.