5083铝合金高温变形的流变应力

在Oleeble-1500热模拟机上，对5083铝合金进行高温等温压缩热模拟，分析了流变应力与应变速率、变形温度之间的关系和高温变形的内在机理，同时血对合金元素对流变应力的影响进行了分析。结果表明：在应变速率为0．01s^-1、0．1s^-1、1s^-1（400℃、450℃）和0．01s^-1（350℃），其流变应力出现明显的峰值应力，表现出连续动态冉结品特征；在0．1s^-1、1s^-1（350℃），表现为稳态流变，为动态回复。采用双曲正弦形式的Arrhenius关系来描述5083铝合金高温变形时的流变应力，获得5083的材料常数A、α、n和Q分别为0．06918s^-1、0．01002MPa^-1、3．2819和149．67kJ／mol。在不同的应变率比值下计算应变率敏感（SRS）系数（m=dlnσ／dlnε），发现随着温度升高，应变增大，m值增大。     

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。     

Ti-IF钢750～850 ℃变形的Zener-Hollomon参数方程

通过THERMECMASTOR-Z热模拟机对成分（％）为0．009C、0．047Ti的Ti-IF钢进行750～850℃变形速率1～70s^-1的单道次压缩变形试验。从不同变形温度和速度下所得应力-应变曲线表明，随变形速率和应变的增加，流动应力增大，但在实验温度范围内，变形温度对流动应力的影响不显著。该Ti—IF钢的Zener-Hollomon参数Z与变形速率ε和变形温度T的关系为：Z=εexp（42150／T）。     

TB2钛合金热压缩变形流变应力

在Gleeble-1500D热/力模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对TB2钛合金在高温压缩变形中流变应力行为进行了研究;应变速率为0.01-10 s^-1,变形温度为600-1200℃。结果表明：应变速率和变形温度的变化显著地影响合金流变应力的大小,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;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式来描述合金的流变应力行为。     

2524铝合金的热压缩变形行为

利用Gleeble-1500热模拟实验机,对2524铝合金进行高温等温压缩试验,实验变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下,研究了2524铝合金的流变变形行为。结果表明:合金流变应力的大小跟变形温度和应变速率有很大关联,2524铝合金真应力-应变曲线中,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,而峰值流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大;在流变速率ε为10 s-1,变形温度300℃以上时,应力出现锯齿波动,合金表现出动态再结晶特征。采用温度补偿应变速率Zener-Hollomon参数值来描述2524铝合金在高温塑性变形流变行为时,其变形激活能Q为216.647 kJ/mol。在等温热压缩形变中,合金可加工条件为:高应变速率(>0.5 s-1)或低应变速率(0.01 s-1～0.02 s-1)、高应变温度(440℃～500℃)。     

粉末冶金Ti-3Al-5Mo-4.5V合金的热变形行为

以元素粉末为原料,通过混料、冷等静压及真空烧结制备Ti-3Al-5Mo-4.5V合金,在应变速率为0.001,0.01,0.1和1s~(-1),变形温度为700,800,900和1 000℃的条件下对合金进行热压缩变形,通过建立热变形本构方程,并绘出热加工图,研究粉末冶金钛合金的热变形行为及热加工性能。结果表明,Ti-3Al-5Mo-4.5V合金在高应变速率下(700~800℃/0.01~1 s~(-1)和800~960℃/0.2~1 s~(-1))变形时发生失稳,失稳机制为局部流变和内部开裂。最佳变形区间为750~900℃/0.001 s~(-1),变形机制为动态再结晶。基于加工图,对Ti-3Al-5Mo-4.5V合金棒材进行高温轧制变形实验,变形量高达98.4%,变形后的合金组织均匀细小。     

3104铝合金热变形流变应力模型

采用等温压缩试验，研究了3104铝合金在应变速率为0．001-1s^-1、变形温度为573-773K条件下的流变应力行为。结果表明，3104合金流变应力对应变速率和变形温度十分敏感，合金高温塑性变形时存在稳态流变特征，并建立了合金热变形流变应力模型。     

粉末冶金TiAl合金热变形行为及加工图的研究

采用热模拟压缩试验研究了粉末冶金TiAl合金在温度1000～1150℃、应变速率0.001～1s-1范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力-应变曲线具有应力峰和流变软化特性。为了研究TiAl合金在有限应变下的变形行为,基于动态材料模型(DMM)建立起了TiAl合金加工图。试验结果表明,在高应变速率(0.1s-1)变形时,材料落入流动失稳区域,出现表面开裂。这对材料的变形是有害的,要避免在流动失稳区进行热加工处理。而在温度为1000～1050℃,应变速率为0.001～0.01s-1时,功率耗散率η值在35%～50%之间。这个区域对应的变形机制为动态再结晶,适合进行热加工。在高温(≥1100℃),低应变速率(0.001s-1)变形时,功率耗散率η达到最大值60%,此时材料发生超塑性变形。     

TA15合金应变速率循环超塑性研究

采用应变速率循环法（基于时间间隔）研究了TA15合金的超塑性。在变形温度分别为850，900，950℃，应变速率范围为5×10^-6～5×10^-4s^-1的实验条件下，考察了工艺参数对流变应力、m值及其超塑性的影响。结果表明，TA15合金具有较好的超塑性，最佳变形温度为900℃，伸长率为846％。     

电热合金Cr20 Ni80的热变形行为及热加工图

为了解决Cr20Ni80电热合金锻造开裂的问题,在Gleeb-1500D热模拟试验机上对该合金进行热压缩试验,研究变形温度为900~1220℃,应变速率为0.001~10 s-1条件下的热变形行为,并根据动态材料模型建立合金的热加工图.合金的真应力-真应变曲线呈现稳态流变特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;热变形过程中稳态流变应力可用双曲正弦本构方程来描述,其激活能为371.29 k J·mol-1.根据热加工图确定了热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数,其加工温度为1050~1200℃,应变速率为0.03~0.08 s-1.优化的热加工工艺在生产中得到验证.     

6156铝合金热变形行为的研究

在Gleeble-1500热/力模拟机上对试验6156合金进行了热压缩试验,研究了其在温度300～450℃和应变速率0.1～10 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地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240.97kJ/mol.根据材料动态模型,计...     

C70250合金热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行热压缩试验，研究了Cu-3．6Ni-1．0Si合金在变形温度为500～950℃、变形速率为0．01～10s。状态下的热塑性变形行为。根据应力．应变数据，构建了cu．3．6Ni-1．0Si合金热塑性变形过程中流变应力与变形温度、变形速率等加工参数之间的本构关系方程。经过参数拟合与优化，得到Cu-3．6Ni-1．0Si合金在650～950℃之间、热变形过程的应力．应变速率关系方程。试验结果及分析表明，Cu-3．6Ni-1．0Si合金加热保温及开轧温度应以950℃为上限，终轧温度以高于7000C为宜，不能低于650℃，热轧加工变形速率范围在0．1～10s-1之间。     

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。     

TA32钛合金板材的超塑性能研究

研究了真空环境中TA32钛合金板材在温度950℃、应变速率5.32×10^-4~2.08×10^-2 s^-1条件下的超塑性变形行为。结果表明,在不同应变速率条件下,合金的流变应力曲线特征和显微组织演变显著不同。在应变速率较低(5.32×10^-4~3.33×10^-3 s^-1)条件下,拉伸真应力-真应变曲线呈传统超塑变形的稳态流动特征,变形后的合金中初生α相晶粒尺寸较大;在高应变速率(8.31×10^-3 s^-1~2.08×10^-2 s^-1)条件下,拉伸真应力-真应变曲线中流变应力增大到峰值后快速单调递减直至试样断裂,合金变形过程中初生α相发生动态再结晶,晶粒尺寸较低应变速率条件下显著细化。950℃时,TA32钛合金板材均具有超塑性变形能力,超塑性延伸率在145%~519%之间;当应变速率为5.32×10^-4 s^-1时,具有最佳的超塑性,拉伸延伸率可达519%。断裂区形貌分析发现,TA32钛合金板材的超塑性断裂模式为空洞聚集-连接-长大型断裂。     

含Mo低碳贝氏体钢动态再结晶研究

在Gleeble-1500热力模拟试验机上,测定变形量为60％,应变速率分别为0.1 s^-1,2.2s^-1,10s^-1,变形温度设置在1 100℃、1 050℃、1 000℃、960℃的含Mo低碳贝氏体钢的应力应变曲线.结果表明,钢在高温、低应变速率时,才有峰值应力出现,发生动态再结晶,在同一变形量下,相对于同一变形温度,变形速率越高,所对应的应力值越高.     

基于神经网络的BT20钛合金本构关系模型

在Thermecmastor-Z型热模拟试验机上对BT20钛合金进行了变形温度800～1 100℃及应变速率0.001～70 s-1的热模拟压缩实验。以实验数据为基础,运用BP神经网络算法原理,建立了BT20钛合金在高温变形条件下的应力与应变、应变速率和变形温度关系的预测模型,并对模型的泛化能力进行了误差评价。结果表明:通过BP神经网络建立的合金本构关系模型具有较高的预测精度,预测结果的相对误差均在3%以内,能很好地满足实际应用的需求。此外,该模型能够客观、真实地描述BT20钛合金的高温动态变形行为,为材料高温本构关系模型的建立提供了快捷、有效的工具。