Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金高温塑性变形行为研究

以Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金为研究对象,采用热模拟等温压缩的试验方法,利用Arrhenius关系式,分析了合金应力与应变的关系,同时利用金相显微镜和扫描电镜,观察合金在热变形过程中组织的演变。结果表明,合金高温等温压缩变形的真应力-真应变曲线属于动态再结晶型,并且当应变速率ε一定时,温度升高,峰值流变应力下降,当温度一定时,应变速率ε增大,峰值流变应力和它所对应的应变值均提高;变形过程中随着温度的升高,合金发生不同程度的再结晶。当变形温度为623K时,组织变化以动态回复为主,变形温度提高到673K,开始出现再结晶现象,温度达到773K时得到完全再结晶组织。     

Cr-Mo-B系机械工程用钢高温流变行为及热加工图

在变形温度为850~1150℃、应变速率为0.1~10s -1 的条件下,对Cr-Mo-B系机械工程用钢进行高温热压缩实验。基于真应力-应变曲线,建立输入参数为温度、变形速率、应变和输出参数为流变应力的人工神经网络(ANN)模型。结果表明:神经网络模型的预测精度高,其预测流变应力的均方根误差为1.3858。根据动态材料模型理论(DMM),构建并分析材料在真应变为0.5和0.7时的热加工图,确定了最佳热变形工艺参数:当真应变ε=0.5时,变形温度为1050~1150℃、应变速率为0.1~0.4s -1 区域的功率耗散因子η≥37.20%;当真应变ε=0.7时,变形温度为1000~1150℃、应变速率为0.1~0.6s -1 区域的功率耗散因子η≥35.80%。     

Ti-5Mo-5V-1Cr-3Al合金的热压缩变形行为研究EI北大核心CSCD

采用恒应变速率热压缩模拟实验,对Ti-5Mo-5V-1Cr-3A1（简称1Cr）钛合金在应变速率0.001～1s-1、变形温度700～900℃条件下进行研究.结果表明：该材料的流变应力对温度与应变速率敏感：当变形温度为700～800℃时,真应力-真应变曲线呈现动态再结晶单曲线特征;当变形温度为800～900℃时,低应变速率（0.001s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶多应力峰值曲线特征,高应变速率（0.01～1s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态回复曲线特征.1Cr合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为456kJ/mol.金相结果显示,材料在热压缩过程中的动态行为除了与变形速率、变形温度等加工参数相关外,也与相应温度、变形速率下材料的组织及相结构有关.合金在低应变速率0.001s 1下热压缩变形时,在接近相变点或以上（800～900℃）温度范围内仍呈现动态再结晶行为,这与材料在此阶段发生的应变诱发马氏体转变密切相关,马氏体相的析出促使材料在热变形时趋向于发生动态再结晶行为.     

A100钢的热变形行为及加工图

目的 研究A100钢的热变形行为,确定热加工范围并优化工艺参数.方法 使用Gleeble-3800热模拟实验机,对A100钢进行应变为0.6,变形温度为1073～1473 K,应变速率为0.01～10 s–1的等温热压缩实验.利用A100钢的热压缩实验数据,建立在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线.建立A100钢基于唯象的本构模型与基于物理的本构模型以及基于Murty失稳准则的热加工图.结果 当应变速率一定,温度升高或一定,应变速率下降时,A100钢的流变应力会减小,流变应力曲线上主要表现为动态再结晶的软化机制.结论 构建的基于唯象的本构方程可以对A100钢在应变为0.6时的流变应力进行较好的预测,基于物理的本构方程可以反映出A100钢的物理特性,通过构建的基于Murty失稳准则的加工图可以得到A100钢的加工范围是温度为1173～1223 K,应变速率为0.01～0.1 s–1和温度为1323～1373 K,应变速率为0.05～0.15 s–1时.     

反应堆压力容器用SA508Gr.4N钢的热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为1050~1250℃、应变速率为0.001~0.1s-1、真应变量0.16的条件下,研究和分析SA508Gr.4N钢高温塑性变形及动态再结晶行为。结果表明:SA508Gr.4N钢的高温真应力-应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,属于温度和应变速率敏感材料;在真应力-应变曲线的基础上,建立材料热变形本构方程,较好地表征了材料高温流变特征,其热激活能为383.862kJ/mol;其硬化率-应力(θ-σ)曲线均呈现拐点且-dθ/dσ-σ曲线出现极小值;临界应变随应变速率的增大与变形温度的降低而增加,且临界应变(εc)与峰值应变(εp)之间具有一定相关性,即εc/εp=0.517;临界应变与Z参数之间的函数关系为εc=8.57×10-4 Z0.148。     

5052+Er铝合金的热变形行为研究

在Gleeble-3500型热/力模拟试验机上对5052+Er合金进行了高温压缩热变形,研究了变形温度和应变速率对5052+Er合金高温压缩行为的影响。结果表明:当应变速率为0.01 s~(-1)时,真应力-真应变曲线表现出典型的动态再结晶特征;当应变速率为0.1 s~(-1)和1 s~(-1)时,曲线表现出动态回复特征;继续增加应变速率至10 s~(-1)时,流变应力达到峰值后出现后锯齿状波动,此时的合金已经发生了动态再结晶;随着变形温度的升高和应变速率的减小,5052+Er合金的流变应力会逐渐减小;5052+Er合金热压缩变形的流变应力方程为:■不同热变形条件下峰值应力的计算值与测量值的误差在10%以内。     

Cu-Cr-Zr-Ce合金高温热变形行为研究

Cu-Cr-Zr系合金是一类高强度高导电集成电路用引线框架铜合金。在Gleeble-1500D热模拟实验机上,采用等温压缩实验研究了Cu-Cr-Zr-Ce合金在变形温度为600～800℃、应变速率为0.01～5s-1条件下的流变应力的相互变化规律,测定了其真应力-应变曲线,并利用光学显微镜分析了合金在热压缩过程中的组织演变规律。结果表明,Cu-Cr-Zr-Ce合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态回复特征,其流变应力和峰值应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;且变形温度越高,应变速率越小,合金越容易发生动态回复和再结晶。在上述实验基础上,基于流变应力、应变速率和温度的相关性,计算出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q,并建立了其等温压缩塑性变形过程的流变应力与变形温度和应变速率之间关系的本构方程。     

AA2195铝合金圆柱体单向压缩热变形行为和微观组织演变

在Gleeble-3500热模拟实验机上对AA2195铝合金进行圆柱体单向压缩实验,变形温度为400~500℃,应变速率为0.01~10s~(-1)。通过金相(OM)以及电子背散射衍射(EBSD)技术研究了其热变形过程中显微组织的演变规律。研究结果表明,随着变形温度的升高和应变速率的降低,流变应力显著降低。当变形温度460℃,流变应力达到一个平台后,随应变增加,流变应力继续上升,这可能由动态再结晶内部位错密度的增加而导致。AA2195铝合金主要的再结晶方式为连续动态再结晶和不连续动态再结晶。变形温度的升高虽然抑制了连续动态再结晶,但是极大促进了不连续动态再结晶;应变速率的升高,连续动态再结晶和不连续动态再结晶体积分数都降低,且不连续动态再结晶主要集中在产生局部变形热的区域。     

ZK60镁合金热压缩变形行为

为了研究ZK60镁合金的热变形行为,采用Gleebe-1500热模拟机在变形温度为423～673K、应变速率为0.001～10s-1条件下对合金进行的热压缩试验.分析合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,通过引入Z参数建立合金流变应力本构方程,并观察合金变形过程中的显微组织演变.结果表明:变形温度低于473K且应变速率大于0.1s-1时试样发生宏观开裂;在变形温度较高和应变速率较低时,合金真应力-真应变曲线具有动态再结晶特征.随变形温度升高和应变速率的降低流变应力减小,热压缩后的组织中再结晶现象越明显;应变速率越高,再结晶晶粒越细小.     

9Mn27Al10Ni3Si低密度钢的高温压缩变形行为及其机制

使用Gleeble热模拟试验机、XRD、OM、SEM和TEM等手段研究了9Mn27Al10Ni3Si低密度钢在850~1050℃和0.01~5 s^-1条件下的热压缩变形特征及其机制。结果表明,对这种钢在850~950℃进行低应变速率(0.01~1 s^-1)热压缩时,κ-碳化物的析出和粗化以及在热压缩过程中摩擦系数的增大使其应变达到临界值后流变应力明显增大;随着应变速率的提高,实验钢的孪生显著增强,显著加快了奥氏体的动态再结晶过程,使其在高应变速率热压缩时动态再结晶的程度比低应变速率压缩时更为显著。再结晶的软化作用,使上述流变应力异常增大的现象逐渐减弱甚至消失。     

Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金热压缩变形研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下,进行恒温压缩模拟实验研究.分析了实验合金在高温变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,研究了变形温度对合金显微组织的影响.计算了合金高温热压缩变形时的应力指数n、应力参数α、结构因子A以及平均热变形激活能Q.结果表明:合金的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述.当变形温度高于750℃时,合金流变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,合金显微组织为完全的动态再结晶组织.合金的热加工宜在应变速率为0.1～1s-1、温度为700～800℃范围内进行.     

Cu-3.0Ni-0.64Si合金的热变形行为

对Cu-3.0Ni-0.64Si合金进行了变形温度为750~900℃、变形速率为0.001~1s~(-1)条件下的等温压缩实验。结果表明,随着变形温度升高或变形速率降低,峰值应力明显降低,合金容易发生动态再结晶。通过线性回归分析,求得Cu-3.0Ni-0.64Si合金的变形激活能为410.4kJ/mol,建立了Cu-3.0Ni-0.64Si合金的高温热变形流变应力本构方程6)ε=e~(40.56)[sinh(0.017σ)]~(5.21)exp[-410.4×10~3/(RT)]。分别讨论了变形温度和变形速率对Cu-3.0Ni-0.64Si合金在等温压缩变形中显微组织的影响。最后基于动态材料模型理论,用Prasad失稳判据,得到不同真应变量下的热加工图。优化后的工艺参数为变形温度860~900℃和变形速率0.002~0.01s~(-1)。     

微合金中碳钢的热压缩变形流变行为研究

为了对冷镦钢的生产过程进行数值模拟分析,优化其生产工艺,在MMT-200热模拟机上进行热压缩变形实验,研究了微合金中碳钢热变形流变应力行为,试验温度为800～950℃,应变速率为0.01～20 s-1.结果表明:真应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大,表现出正的应变速率敏感性;材料热变形过程中伴随着铁素体...     

SiC_P/Al-Cu复合材料的高温热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对SiC_p/Al-Cu复合材料进行压缩实验,研究其在温度为350~500℃、应变速率为0.01~10s-1条件下的高温塑性变形行为。由实验得出变形过程中的应力-应变曲线,建立了热变形本构方程和加工图。结果表明:复合材料高温流动应力-应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加。其热压缩变形时的流变应力可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述,在实验条件下平均热变形激活能Q为320.79kJ/mol。确定了加工图中的稳定区和失稳区,分析了加工图中不同区域的显微组织结构,失稳区存在颗粒破裂、孔洞等。     

热压缩过程中2205双相不锈钢的组织演变和软化机制

在不同变形温度和应变速率条件下对2205双相不锈钢进行高温压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对其显微组织中铁素体和奥氏体两相的影响,分析了高温变形软化机制。结果表明：随着变形温度的提高这种钢的峰值应力及其对应的应变逐渐减小。随着变形温度从850℃提高到950℃,2205双相不锈钢显微组织中的铁素体向奥氏体的转变占主导地位;变形温度高于950℃时,随着变形温度的提高铁素体与奥氏体之间的强度水平之差逐渐减小,显微组织中的奥氏体向铁素体的转变占主导地位。在本文的热变形条件下2205双相不锈钢的显微组织中铁素体呈现出与奥氏体不同的软化机制,铁素体的软化机制为动态回复和动态再结晶,而奥氏体因层错能较低其软化只能通过有限程度的动态回复进行。     

Mg-9Al-3Si-0.375Sr-0.78Y合金的热变形行为及本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对Mg-9Al-3Si-0.375Sr-0.78Y合金试样进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在温度250~400℃、应变速率0.001~10s~(-1)条件下的热变形行为。结果表明:在热变形过程中,峰值应力随着应变速率的降低和温度的升高而减小,且峰值应力对应变速率的敏感性随着变形温度的下降而增强。建立了考虑应变的热变形Arrhenius本构模型,模型精度良好,在300,350℃及0.001~10s~(-1)范围内,模型的平均绝对误差分别为1.57%和1.76%;合金的平均变形激活能为183.58k J/mol,平均应变速率敏感指数为0.1616。热变形过程中,α-Mg相呈现明显的动态再结晶特征,β-Mg₁₇Al₁₂相尺寸减小且分布均匀,初生Mg_2Si相较小。在低温(250~300℃)变形时,动态再结晶仅发生在晶界处。在高温(350~400℃)变形时,初生α-Mg晶粒发生了明显的动态再结晶。随着温度的增加和应变速率的降低,再结晶程度提高,再结晶晶粒逐渐长大。     

Mechanical and microstructural analysis of 2205 duplex stainless steel under hot working condition

Hot deformation characteristics of 2205 duplex stainless steel were analyzed by performing hot compression tests at a temperature range of 950–1200 °C and a strain rate of 0.001–1 s⁻¹. Flow stress was modeled by the constitutive equation of hyperbolic sine function. The constants of n, A, α, and the apparent activation energy were determined at different strains. They were then fitted by polynomial equations. Using the hyperbolic sine function and the relations derived between constants and strain flow curves were successfully modeled. Microstructural evolutions were characterized using optical microscopy and electron back scattered diffraction techniques. The results showed that dynamic recovery in ferrite is accelerated at higher temperatures followed by transformation to continuous dynamic recrystallization. Dynamic recrystallization in austenite was postponed by the accommodation of strain in ferrite and very few internal boundaries in austenite. At high strain rates, dynamic recovery in ferrite and dynamic recrystallization in austenite are very slow. Consequently, the total recrystallized fraction decreases. At low temperatures this situation may cause flow instabilities. At low strain rates, softening processes dominate in austenite and ferrite whereas at intermediate strain rates, the formation of substructures is observed in both phases.     

ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形和加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对ZK60和ZK60-1.0Er镁合金进行了热压缩实验,分析了合金在温度为160~420℃,应变速率为0.0001~1.0s-1条件下的流变应力变化特征。结果表明:两种镁合金在热压缩过程中的流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,在流变应力达到峰值后随即进入稳态流变;稀土Er的加入使得平均变形激活能珚Q值由183kJ/mol降到153kJ/mol,应力指数n值由6提高到8;发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度升高和应变速率降低而降低,在420℃/1.0s-1高温高应变速率时,稀土Er的加入使得ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力值σc由76MPa降到50MPa。通过动态模型构建热加工图并结合金相组织观察可知:稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金的热加工失稳区,增加了热加工安全区的功率耗散效率峰值η_(max),由35%增大到45%,促进了动态再结晶晶粒的形核,但抑制了再结晶晶粒的长大。     

ZK60稀土镁合金高温塑性变形行为研究

为了研究镁合金高温塑性变形行为,采用Gleeble-1500型热/力压缩模拟机对ZK60-RE稀土镁合金在423~673 K及0.002~0.1 s-1应变速率进行不同变形程度的高温压缩模拟试验,分析了实验合金在高温压缩变形时流变应力、应变速率以及变形温度之间的关系,推导并计算了不同应变速率和不同温度下的变形激活能,并观察了不同变形程度的显微组织.结果表明:试验合金在一定变形速度下,较低的温度压缩时以加工硬化为主,较高的温度下以动态再结晶为主.峰值应力随变形速度的降低和温度的升高而下降.合金的变形激活能在523~623 K内迅速上升.