Mg-9Gd-3Y合金热变形行为与本构关系

为了解决Mg-9Gd-3Y合金在热塑性变形过程中的本构关系问题,对Mg-9Gd-3Y合金进行了不同变形温度（653～753K）下采用不同应变速率（0.01～10s-1）的热压缩试验,利用载荷/位移数据建立真应力/真应变曲线和本构方程.结果表明：动态再结晶在晶界处较易发生,流变曲线显示出典型的动态再结晶特征,以及应力水平与变形温度和应变速率的关系.本构方程预测出的流变应力数据与相应的试验结果较一致.     

温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响

在应变量为0.6（ε=0.6）、不同温度（523~723 K）和应变速率（0.001~10 s-1）条件下,利用Gleeble-1500D热模拟试验机,对铸态ZK60镁合金进行热压缩变形行为的研究,分析变形温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响规律,即在相同应变速率条件下,随着变形温度的升高,合金的峰值应力降低。在相同温度条件下,随着应变速率的增大,合金的流变应力增大。计算其应变速率敏感指数m值为0.14和表观激活能Q值为226~254 kJ/mol。研究表明,在温度为573~673 K、应变速率为0.001~0.1 s-1时,合金发生动态再结晶。     

AZ80镁合金热变形本构方程

在变形温度为533～683K,应变速率为0.001～10s~(-1)条件下,采用热拉伸实验方法测试AZ80镁合金的真实应力-应变曲线,分析应力-应变曲线的变化规律及AZ80镁合金热变形时的微观组织变化规律。结果表明,在一定变形温度条件下,应变速率越高,动态再结晶发生的越充分,再结晶晶粒尺寸越小;在应变速率为0.01s~(-1)时,随着变形温度升高,动态再结晶程度提高;依据Arrhenius本构方程形式,确定适合于AZ80镁合金热变形的本构关系模型,该本构关系模型的相对误差小于18.5%。     

石墨烯增强铝基复合材料的热变形本构方程研究

采用热模拟实验机对石墨烯增强7075铝合金复合材料进行高温热压缩实验,变形温度为300～450℃、应变速率为0.001～1 s^-1,分析其在不同应变速率及温度条件下的高温流变应力特征,并以实验数据为基础,通过函数拟合确定包含应变、应变速率和温度等变形参数的双曲正弦本构方程。研究结果表明：铝基复合材料热压缩变形时流变应力随应变增加迅速增大,达到峰值应力后略有下降且出现锯齿状波动;给出的双曲正弦本构方程可以较好地描述流变应力与应变、应变速率及温度之间的关系,计算值与实验值吻合良好。     

原位颗粒增强钛基复合材料高温流变行为

通过等温热压缩实验,研究了原位合成TiB和TiC增强Ti基复合材料在550°C~750°C、0.0001s~(-1)~0.0004s~(-1)应变速率条件下的高温流变行为。结果表明:该复合材料在高温塑性变形时,压缩流变应力随变形温度的提高而降低,随应变速率的提高而提高;材料的软化机制以动态回复为主,动态再结晶为辅;利用Arrhenius方程模型结合Zener-Hollomon修正参数计算出材料的热变形参数,建立了双曲正弦形式的本构方程。     

Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形行为研究

针对高功率柴油发动机活塞在高温下变形和烧蚀严重,导致活塞早期失效,使用寿命不能满足设计要求的问题,文中采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和热模拟实验机等实验仪器,研究了在不同热压缩变形参数下,Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金显微组织以及流变应力的变化规律,利用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形流变应力行为。研究结果表明:该合金在高温压缩变形过程中存在动态回复和动态再结晶现象,流变应力值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减少;在高温低应变速率下,组织形貌由于动态再结晶而形成完整的亚晶结构;该合金的热变形激活能Q=294.08 kJ·mol~(-1),建立了Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形条件下的流变应力本构方程。     

AZ81E镁合金的高温流变应力模型及热加工图研究

在应变速率为0．003—3．0s^-1、温度为340～430℃的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ81E镁合金进行高温热压缩变形特性研究。结果表明：流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小,峰值应力随温度的降低和应变速率的升高向应变较大处转移,进入稳态阶段的临界应变明显增大。结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,构建AZ81E镁合金的高温流变应力模型,其平均变形激活能为166．15kJ／mol。根据材料动态模型,计算并分析AZ81E镁合金的热加工图。利用热加工图确定热变形的流变失稳区,获得试验参数范围内的热变形过程最佳工艺参数：热加工温度范围为380～420℃,应变速率范围为0．01～0．03S^-1.     

Al-Mg-Si合金热压缩变形的流变应力方程

为了给制定和优化热加工工艺参数提供理论依据,采用Gleeble-1500热模拟机研究了含锆Al-Mg-Si合金在变形温度为653~803 K、变形速率为0.01~10s^-1条件下的热压缩变形的流变应力行为,并通过回归法建立材料变形的流变应力数学模型.结果表明：该合金为正应变速率敏感材料,真应力-真应变曲线存在明显的稳态流变特征;流变应力随着变形速率的增加以及变形温度的降低而增加;在较低变形温度条件下,真应力〖CDF*3〗真应变曲线为动态回复曲线;在较高变形温度条件下真应力-真应变曲线为动态再结晶曲线.该合金流变应力σ可用包含Arrhenius项的Zener Hollomon参数的函数来描述,式中A、α和n的值分别为1.89×10¹⁰s^-1、0.024MPa^-1和7.46,热变形激活能Q为166.85kJ/mol.     

碳化硅颗粒增强6168铝基复合材料热变形本构关系

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究碳化硅颗粒增强6168铝基复合材料(SiCp/6168Al)在变形温度为340~540 ℃、应变速率为0.001~10 s-1、真应变为0.7的条件下的热变形行为。结果表明:应变速率和变形温度对流变应力有明显的影响,在应变速率相同的条件下,流变应力随变形温度的升高而降低,相同的变形温度下,随应变速率的增加,流变应力也随之升高。采用双曲正弦模型求解SiCp/6168Al复合材料在不同真应变ε下的材料常数,并使用5次指数函数拟合出n、lnA、α和Q与真应变ε的关系式,建立流变应力σ与真应变ε的本构方程。利用该方程可以计算任意变形条件下的流变应力,该模型能较好地反映该复合材料的实际热变形行为。       

AZ31镁合金动态再结晶临界应变和稳态应变

采用热拉伸实验测定AZ31镁合金的应力-应变曲线,依据加工硬化率理论,得到热变形过程中AZ31镁合金发生动态再结晶的临界应变和稳态应变,确定临界应变、稳态应变与塑性变形工艺参数的关系。结果表明:热变形温度和应变速率是影响AZ31镁合金动态再结晶的主要因素,提高变形温度和降低应变速率都有利于降低AZ31镁合金的临界应变和稳态应变; AZ31镁合金的动态再结晶临界应变值与Sellars经验模型的参数范围一致。     

37Mn5钢热变形行为与流变应力模型研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究37Mn5钢在变形温度为800～1150℃、变形速率为0．1～10s^-1条件下的热压缩变形行为。采用应变硬化率-应力曲线图较精确地获得峰值应力,并用双曲正弦方程描述37Mn5钢热压缩变形过程中的峰值应力与Zener—Hollomon参数的关系。回归分析得到方程中变形激活能及各材料常数的值,获得37Mn5钢在高温条件下的流变应力本构方程。结果表明,采用该本构方程计算出的流变应力值与实验所得应力值非常接近。     

基于45钢热变形中动态再结晶行为的本构模型

金属材料塑性变形应变积累量达到某一临界值后诱发的动态再结晶会降低流变应力,金属材料的再结晶临界条件及其动力学与形变条件密切相关。基于45钢形变温度在450~850℃,应变速率在0.1~30 s-1范围内的热模拟压缩试验数据,采用Poliak-Jonas法研究再结晶临界应变(εc)与形变条件参数Z之间的关系,以εc为应力应变曲线上的分界点,分别基于E-M方程和再结晶动力学,构建有、无动态再结晶发生时45钢变形的本构模型。结果表明模型预测值与试验结果吻合良好。     

HAL62—3—3—0.7合金的高温本构方程

采用压缩试验法研究了HAL62-3-3-0.7合金的热变形规律，在不同的变形参数条件下，根据其真实σ-ε曲线拟合了可以反映HAL62-3-3-0.7合金流变应力与各变形参数之间关系的高温本构方程，研究结果表明：HAL62-3-3-0.7合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小，在变形过程中，应力很快达到高峰，而后出现软化过程，其真实σ-ε曲线趋于平缓，证明该合金在高变形速率的条件下动态再结晶过程十分明显。     

基于平面应变热模拟的3Cr2Mo钢板材动态再结晶动力学分析

采用平面应变法研究3Cr2Mo钢板材动态再结晶过程。在Gleeble-3500模拟试验机上进行平面应变热模拟试验,应变速率为0.1～50 s-1,热变形温度为950～1 100℃。用平滑处理后的流变应力数据分析热变形过程中动态再结晶的演化过程,结合平面应变实验数据回归推导得到动态再结晶的激活能为309.05 kJ/mol。引入Zener-Hollomon参数,基于流变应力曲线,分析峰值应变的模拟方程。根据不同应变速率和温度下的流变应力结果,研究3Cr2Mo钢的动态再结晶转化过程,用Avrami方程建立动态再结晶动力学方程。通过动态再结晶转化体积分数实验数据和模型计算值的对比,验证了构建的动态再结晶动力学方程可较好地预测平面应变过程中的动态再结晶过程。     

7055铝合金高温压缩变形的流变应力

在Gleeble 1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,研究了7055铝合金在250～450℃温度范围内压缩变形的流变应力变化规律.结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈影响合金的流变应力,流变应力随变形速率的提高而增大;随变形温度的提高而降低.7055铝合金高温变形时的流变应力可用Zener Hollomon参数来描述.     

挤压态ZK60镁合金的高温力学性能及其超塑性

针对挤压态ZK60镁合金的高温力学性能及其超塑性行为进行了研究.结果表明,挤压态ZK60镁合金的高温力学性能与试验温度、应变速率密切相关.通常,屈服强度和抗拉强度随试验温度的降低和应变速率的增加而提高,而延伸率则随试验温度的升高和应变速率的降低而增大.塑性变形流变应力与温度的倒数之间呈线性关系,而且在应变速率为5×10-4/s下的激活能为93 4kJ/mol.     

Cr8合金钢热变形行为及位错密度演变规律

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr8合金钢在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.005～5s~(-1)条件下进行热压缩试验,并对热变形后的试样进行X射线衍射试验,研究了Cr8合金钢的热变形行为及位错密度演变规律。基于试验得到的数据,建立了考虑位错密度演变及包含多参数的两段式本构模型。结果表明:在低应变速率下,Cr8合金钢真应力-真应变曲线具有典型的动态再结晶特征;Cr8合金钢热变形激活能Qact为423.41 kJ/mol,本构模型的计算值与试验值数据吻合较好;在试验条件下,Cr8合金钢的总位错密度均达到10~(14)cm~(-2)以上,总位错密度随应变速率增加、变形温度减小而增加。     

变形镁合金热压缩变形流变应力研究

由于镁是密排六方晶体结构,纯镁及镁合金在室温下只有很小的延展性,其成形工艺应在中高温下进行.针对AZ91D与ZK60镁合金,采用Gleeble 1500D热模拟试验机对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究.结果表明,AZ91D与ZK60镁合金具有不同形式的热模拟曲线,不同的流变应力规律.     

ZL114A合金热变形本构方程

利用Gleeble-1500D热模拟实验机在变形温度350℃~470℃、应变速率0.001s-1~10s-1、变形量50%的条件下对ZL114A合金进行热压缩实验。研究了该合金在不同变形条件下真应力-真应变曲线的变化规律,并在Arrhenius双曲正弦型方程的基础上建立了ZL114A合金热变形的本构方程。将计算值与实验得到的真应力-真应变曲线进行对比,结果吻合良好,实验结果为ZL114A合金热加工工艺的制定提供了理论依据。     

82B高碳钢热变形行为研究

采用单道次热压缩实验方法,在Thermomaster-Z型热模拟试验机上模拟高碳钢高速线材热轧变形过程动态再结晶行为,测定82B高碳钢在变形温度为800～1 100℃、变形速率为0.1～50 s-1、变形程度为0～0.60条件下的真应力-应变曲线,利用曲线特征值确定高应变速率下的变形激活能,根据实验结果分析动态再结晶变形条件,建立动态再结晶状态图。