M35高速钢热塑性行为研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行热拉伸试验,研究了变形温度在950～1150 ℃范围内,变形速率为0.1 s-1、1 s-1时M35高速钢热塑性行为及断裂机理。结果表明：M35高速钢在试验条件下具有优异的高温塑性,峰值应力随变形温度升高线性下降,随应变速率增加相应升高。热拉伸过程中断裂机制都为韧性断裂,变形温度低于1100 ℃时断口呈韧窝状,随着温度升高韧窝直径变大、深度增加;变形温度高于1100 ℃时断口呈沿晶断裂。高温拉伸过程中,碳化物的大小、分布对M35高速钢的热塑性存在明显影响。     

M35高速钢的热塑性行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行热拉伸试验,研究了变形温度在950~1150℃范围内,变形速率为0.1 s~(-1)、1 s~(-1)时M35高速钢热塑性行为及断裂机理。结果表明:M35高速钢在试验条件下具有优异的高温塑性,峰值应力随变形温度升高线性下降,随应变速率增加相应升高。热拉伸过程中断裂机制都为韧性断裂,变形温度低于1100℃时断口呈韧窝状,随着温度升高韧窝直径变大、深度增加;变形温度高于1100℃时断口呈沿晶断裂。高温拉伸过程中,碳化物的大小、分布对M35高速钢的热塑性有明显影响。     

42CrMo高温塑性损伤机理及损伤模型

以42CrMo钢为研究对象,在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温拉伸实验,研究了变形温度为900℃、950℃、1 000℃、1050℃、1100℃、1150℃,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1条件下的高温变形行为,采用Gleeble Fracture Limit(GFL)方法得到相应的应力、应变参数,基于Normalized CockcroftLathamm损伤模型,计算得到不同变形温度和不同应变速率时的临界损伤值,考虑变形温度和变形速率对临界损伤值的影响引入了Zener-Hollomon参数,得到临界损伤值与lnZ值之间的高温损伤模型。采用扫描电镜对拉伸断口进行断口形貌观察,发现大量韧窝及夹杂物的存在,分析得到该断裂机制为韧性断裂。     

低合金钢FQK400高温拉伸的流变特性

测定了FQK400低合金钢在不同温度、不同速率下的应力-应变曲线,分析了高温应力流变规律,对抗拉强度、峰值应变和拉伸温度、拉伸速率之间的关系进行了数学回归.结果表明,FQK400钢发生动态再结晶的条件是温度在850℃以上、拉伸速率在10×10-3s-1以下.钢的抗拉强度随拉伸温度的提高呈抛物线降低;峰值应变随温度的升高呈抛物线状先降后升,谷值温度为700℃,最大应变随温度的升高先升高后降低,700℃时最高.抗拉强度、峰值应变也随拉伸速率的提高呈抛物线关系上升,而最大应变则随拉伸速率的提高而降低.800℃下、拉伸速率为0.02 s-1以下时为韧性断裂,拉伸速率为0.1 s-1以上时为脆性断裂.     

42CrMo4钢高温拉伸断裂准则与机理的研究

由于变形温度和应变速率是影响42CrMo4钢高温变形损伤断裂行为的重要因素,因此综合考虑了变形温度和应变速率对材料断裂的影响。基于Cockroft-Latham断裂准则,引入温度补偿应变速率因子Zener-Hollomon参数作为修正系数对Cockroft-Latham断裂准则进行改进。通过Gleeble-3800D热模拟试验机对42CrMo4钢进行了温度为950～1100℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的高温拉伸试验。利用试验结果采用线性拟合确定修正系数,得到改进后的断裂准则,将准则预测结果与试验结构对比验证,二则能很好吻合。利用扫描电镜观察试样拉伸断裂断口的组织形貌。结果表明:42CrMo4钢高温拉伸断裂是典型韧窝型韧性断裂,随着温度的提升,材料塑韧性明显提高;随应变速率的提高,材料塑韧性随之不显著降低。     

Effects of Strain Rate and Temperature on Mechanical Property of Nickel-based Superalloy GH3230

对航空发动机用新型镍基高温合金GH3230在不同温度和应变速率下进行了高温拉伸-断裂试验,分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响。结果表明,随着应变速率的增加和温度的下降,合金的塑性流动应力有所提高,加工硬化指数下降。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得到应变速率敏感系数是一个独立于温度的常量,并计算出GH3230合金的变形激活能=441 kJ/mol。GH3230合金的热变形温度在1273 K左右时,合金在变形过程中能够充分再结晶,并得到晶粒细小、均匀的组织。SEM断口分析表明GH3230合金在高温下（1144~1273 K）应变率范围为10-3~10-1 s-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

20CrNi2Mo渗碳轴承钢的变形抗力

利用MMS-300热/力模拟实验机,在变形温度850℃~1150℃、应变量0~0.8和应变速率0.01s-1~10s-1条件下对20CrNi2Mo钢进行高温单道次压缩实验,分析变形温度、变形速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,变形温度和变形速率对20CrNi2Mo钢变形抗力的影响最为强烈:20CrNi2Mo钢变形抗力随变形温度的升高而减小,随变形速率的提高而增大;且变形温度、变形速率和应变量3个因素之间相互作用,共同影响变形抗力。利用多元非线性回归建立了20CrNi2Mo钢高温变形抗力数学模型,与实测值比较表明,模型拟合程度较好。     

70Cr3Mo钢热变形行为及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了70Cr3Mo钢在不同变形条件下的高温压缩热变形行为,变形温度850~1150℃,应变速率0.01~10 s-1。依据实验数据,分析了应力、应变间的关系,建立了流变应力本构方程和加工图。由应力、应变曲线可以得出:变形温度一定时,应力峰值随着应变速率的增加而增加;应变速率一定时,应力峰值随变形温度的增加而降低。计算分析了真应变为0.5的加工图,结果表明,70Cr3Mo钢在热压缩过程中存在两个失稳区:(1)变形温度为850~940℃、应变速率为0.01~1.6 s-1;(2)变形温度为975~1150℃、应变速率为1~10 s-1。并获得了最佳的工艺参数:变形温度为1000~1150℃、应变速率为0.01~0.36 s-1。     

颗粒增强金属基复合材料的断裂应变

研究了应力三轴度、温度、应变速率对颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)断裂应变的影响.结果显示,高温下PRMMCs的断裂应变对应力三轴度非常敏感,断裂应变和应力三轴度的指数函数exp(1.5?σm/)成反比关系.高温断裂应变值随应变速率的增加呈抛物线形式下降,而随温度的降低呈线性减小.断口分析显示,高温变形时,材料韧窝的直径随应力三轴度的增大而减小;室温拉伸应力三轴度与韧窝的大小无关.     

退火态TC4钛合金型材高温拉伸行为研究

采用单向拉伸试验研究了热轧退火态TC4钛合金型材的高温变形行为,分析了变形温度和应变速率对TC4钛合金力学性能的影响。结果表明,当拉伸速率不变时(0.236～1mm/min),抗拉强度随温度的升高而降低;当变形温度分别在773、993和1 093K下保持恒定时,合金的抗拉强度受拉伸速率的影响较小,抗拉强度基本保持不变;当变形温度为1 093K时,合金的抗拉强度随拉伸速率的增加而增加;随着变形温度提高或者拉伸速率降低,断口中韧窝数量越来越多,且韧窝的形状逐渐趋于规则,试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后转变为韧性断裂。     

应变速率及温度对GH3230镍基高温合金力学性能的影响（英文）

对航空发动机用新型镍基高温合金GH3230在不同温度和应变速率下进行了高温拉伸-断裂试验,分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响。结果表明,随着应变速率的增加和温度的下降,合金的塑性流动应力有所提高,加工硬化指数n下降。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得到应变速率敏感系数m是一个独立于温度的常量,并计算出GH3230合金的变形激活能Q=441kJ/mol。GH3230合金的热变形温度在1273 K左右时,合金在变形过程中能够充分再结晶,并得到晶粒细小、均匀的组织。SEM断口分析表明GH3230合金在高温下(1144~1273 K)应变率范围为10~(-3)~10~(-1)s~(-1)时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

汽车用5182铝合金温变形行为及组织

通过单向温拉伸试验以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了汽车用5182铝合金板在变形温度为323~573 K,应变速率为0.001~0.1 s-1条件下的流变行为及微观组织。结果表明,在变形温度≥448 K、应变速率.ε=0.001 s-1条件下,5182合金出现明显的峰值应力,而当应变速率0.01~0.1 s-1时,合金的流变应力呈现稳态;当应变速率.ε=0.001 s-1时,随着变形温度的升高,合金单向温拉伸断口由典型的混合型断裂特征演变成典型的韧性断裂特征,合金产生了动态再结晶。     

不同应变速率下5083铝合金的拉伸性能及断口形貌

运用材料试验机和分离式霍普金森拉杆(STHB)装置对两种不同热处理状态的5083铝合金在不同应变速率(500s-1,1000s-1和2000s-1)下的力学行为进行了试验研究,并对其断口形貌进行观察.结果表明,5083铝合金属于低应变速率敏感型的材料,随应变速率的增加,流动应力略有增加.5083铝合金在低应变速率下的断裂以剪切断裂为主,在高应变速率下的断口由大量的韧窝组成,呈典型的穿晶韧性断裂.     

热变形过程中23CrNi3Mo钢的断裂规律及数学拟合分析

通过实验和数学方法研究了23CrNi3Mo钢在不同温度下的变形规律。结果表明,23CrNi3Mo钢在800~1 200℃之间变形时,塑性良好,拉伸断口具有非常显著的塑性断裂特征。而且,减小夹杂物的数量,将会提高23CrNi3Mo钢的断裂性能。     

焊接热循环峰值温度对2.25Cr1Mo0.25V钢断口形貌的影响

采用焊接热模拟方法、金相分析和扫描电镜试验,研究了不同峰值温度对2.25Cr1Mo0.25V钢焊接热影响区显微组织及断口形貌的影响。结果表明,峰值温度分别为750与850℃时,断口形貌为韧窝断裂。峰值温度为1000℃时,韧窝数量更多且分布均匀。峰值温度分别为1200与1320℃时,断口形貌为解理断裂。断裂方式从韧窝型变为解理型。     

铸态27SiMn钢热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1000~1150℃条件下对铸态27Si Mn钢进行等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律,建立了铸态27Si Mn钢热变形时的本构方程和热加工图。结果表明,铸态27Si Mn钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高;变形激活能为Q=369.0 k J/mol;热变形失稳区域集中在变形温度1000~1060℃、应变速率为1~10 s-1的区域内;最优热加工条件为变形温度1130~1150℃,应变速率4~10 s-1的区域,此时表现为典型的动态再结晶,对应的峰值效率达到35%。     

船用高强度钢AH32热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热/力模拟机研究了AH32钢在应变速率0.01～10 s-1,变形温度800～1000℃下的高温塑性变形行为.结果表明,实验用钢的应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增加,其热变形流变应力行为可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述.以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了实验用钢的应力指数n和热变形激活能Q,分别建立了峰值应力σp和流变应力σ0.2及峰值应变εp和临界应变εc与Z参数的关系.     

6014铝合金板材温拉伸本构方程

采用DDL50高温电子万能试验机,在变形温度为298~573 K、应变速率为0.0001~0.01 s-1时,针对6014铝合金薄板进行温拉伸实验研究,基于FieldsBackofen本构方程进行修正,建立了6014铝合金的温拉伸本构模型以描述6014铝合金温拉伸时的流变行为。结果表明:相同应变速率下,随着温度升高,6014铝合金的流变应力降低,伸长率先增加后下降,并且当温度为473 K时,伸长率达到最大值。通过断口扫描电镜照片分析了6014铝合金在473和573 K时断裂过程的差异,温度为473 K时,断口韧窝大且深,表现为典型的韧性断裂,而温度为573 K时,韧窝小且浅,表现为脆性断裂,从微观角度解释了不同温度下伸长率的差异。     

汽车用轧制态Mg-8Li-2Al-0.4Mn-0.2Zr镁合金板材温拉伸性能的研究

利用SEM和拉伸试验研究了轧制态Mg-8Li-2Al-0.4Mn-0.2Zr镁合金板材在50~200℃拉伸时的变形性能。结果表明:在恒定应变速率下,真应力随拉伸温度上升而下降。热轧镁合金拉伸后基体晶粒破碎,并生成部分等轴晶。稳态应力和应变速率间具有明显的线性关系,斜率为13.2。50℃拉伸时镁合金断口出现众多撕裂棱、解理台阶与韧窝,表现出准解理断裂特点。随拉伸温度增加,解理台阶的数量减少,200℃拉伸时镁合金表现出韧窝断裂特点。     

系泊链用10CrNi5MoV钢的力学及耐腐蚀性能

通过静态全浸腐蚀试验研究了人工海水条件下10CrNi5MoV钢的耐腐蚀性能并与传统R3级钢进行了对比,通过慢应变速率拉伸试验对比研究了系泊链用10CrNi5MoV钢在不同回火温度热处理后的应力腐蚀断裂敏感性。结果表明:10CrNi5MoV钢在640~660℃回火热处理具有低的应力腐蚀断裂敏感性,且常规力学性能较好;随回火温度进一步升高,组织中出现大量的MA(马氏体-奥氏体)岛,断口的韧窝由等轴韧窝变为剪切韧窝,应力腐蚀断裂敏感性较高。10CrNi5MoV钢常规力学性能以及在人工海水中的耐蚀性都优于R3级钢。