挤压态喷射沉积7075Al/SiC颗粒增强复合材料热压缩流变应力行为及加工图（英文）

在Gleeble-1500热模拟机上对挤压态喷射沉积7075Al/15%Si C颗粒增强复合材料进行热压缩试验,变形温度为300~450°C,应变速率为0.001~1 s-1。结果表明:复合材料的真应力-真应变曲线几乎呈现快速流动软化特征,没有明显的加工硬化;其应力值随着变形温度的增加和应变速率的减小而减小,且当变形温度在400°C以下时,其应力水平较喷射沉积态基体7075Al合金的高,但在450°C时,其应力水平比基体合金的低。当变形温度在450°C和应变速率为0.001~0.1 s-1时,其应变速率敏感系数达0.72,呈现超塑性变形特征。加工图以及金相显微组织观察表明:该复合材料最合适的热加工参数为变形温度430~450°C,应变速率0.001~0.05 s-1。     

粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为及加工图(英文)

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行等温压缩实验,在变形温度为1000-1150°C、应变速率为0.001-1s-1的条件下,研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。不同应变条件下的加工图表明该合金的加工图对应变量很敏感。应变量为0.5时,对应的加工图表明粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金合适的加工区域是:温度1000-1050°C、应变速率0.001-0.05s-1;温度1050-1125°C、应变速率0.01-0.1s-1。对热变形后合金的显微组织和加工图进行分析,发现1000°C,0.001s-1是该合金进行热变形的最佳工艺参数。     

用于调控2E12航空铝合金微观组织结构的加工图(英文)

采用能量消耗加工图研究 2E12 铝合金热压缩过程中的变形行为及其微观组织演变,且建立能量消耗效率与微观组织演变的关系。压缩变形温度范围为 250～500 °C,应变速率范围为 0.01～10 s-1,总真应变量为 0.5。结果表明,加工图中存在 2 个动态回复区域:(1) 325～400 °C,0.01～0.03 s-1,(2) 350～450 °C,1.78～10 s-1。当温度高于 450 °C时,2E12 合金发生部分动态再结晶现象,且动态再结晶体积分数随变形温度的升高而增大,但是当温度为 500 °C,应变速率为 1～10 s-1时,2E12 合金发生了第二相粒子回溶和沿晶开裂的现象。     

Processing Maps for Controlling Microstructure of an Aircraft 2E12 Aluminum Alloy

采用能量消耗加工图研究 2E12 铝合金热压缩过程中的变形行为及其微观组织演变,且建立能量消耗效率与微观组织演变的关系。压缩变形温度范围为 250～500 °C,应变速率范围为 0.01～10 s-1,总真应变量为 0.5。结果表明,加工图中存在 2 个动态回复区域:(1) 325～400 °C,0.01～0.03 s-1,(2) 350～450 °C,1.78～10 s-1。当温度高于 450 °C时,2E12 合金发生部分动态再结晶现象,且动态再结晶体积分数随变形温度的升高而增大,但是当温度为 500 °C,应变速率为 1～10 s-1时,2E12 合金发生了第二相粒子回溶和沿晶开裂的现象。     

铸造Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的热压缩行为与加工图（英文）

利用热压缩实验研究一种新型的具有优异室温塑性的Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的高温流变行为,变形温度为200~400°C,应变速率为1.5×10-3~7.5 s-1。结果表明:合金的应变速率敏感因子(m)在不同变形温度下均明显小于AZ31镁合金的m值,因此该合金适合在高应变速率下进行热加工。在真应力-应变曲线基础上,建立Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金高温变形的本构方程,并计算得到合金的应力指数为10.33,表明合金在高温下主要的变形机制为位错攀移机制。同时,利用加工图技术确定合金的最佳高温变形加工窗口,即变形温度在350~400°C之间,应变速率在0.01~0.03 s-1。     

原位合成TiB_2/6351复合材料高温塑性变形行为的加工图

采用等温压缩试验法.研究原位合成TiB2(质量分数,8%)/6351复合材料在变形温度为300～550℃和应变速率为0.001～10 s-1范围内的高温变形特性.根据动态材料模型(DMM)建立TiB2/6351复合材料的加工图.采用TEM观察压缩后试样的微观组织.结果表明:加工图上的1个失稳区出现在较高应变速率(约0.631～10 s-1)区域,增强体颗粒和基体的界面处开裂甚至增强体颗粒本身发生破碎;TiB2/6351复合材料高温变形时的主要软化机制为动态回复和动态再结晶,在温度.320～380℃、应变速率0.01～0.3162 s-1区域内主要发生动态回复,功率耗散效率为17.5%～19.8%.在温度440～500℃、应变速率0.1～0.005 s-1和温度500～550℃、应变速率0.1～0.001 s-1范围为动态再结晶发生区域,功率耗散效率20%～25.6%.试验参数范围内,复合材料热变形的最佳工艺参数为:热加工温度为440～500℃,应变速率为0.1～0.005 s-1.     

GH3535合金的热变形和热加工图(英文)

通过热压缩实验研究GH3535合金在温度区间1000~1200°C和应变速率区间0.01~50 s-1的热变形行为。在实验数据基础上得到合金应力曲线和热加工图,且其激活能为356.3 k J/mol。热加工图分为2个区域,稳定区域发生在所有温度区间和应变速率区间0.01~1 s-1,失稳区域发生在应变速率区间1~50 s-1。显微组织观察表明,完全动态再结晶发生条件为(1150°C,0.01 s-1),(1200°C,0.01 s-1)和(1200°C,0.1 s-1),不同条件下得到的晶粒尺寸不同且有未溶解碳化物。流变失稳区域有局部流变和裂纹出现。     

新型无镍白色铜合金的热加工图及其热变形机制(英文)

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为600~800°C、应变速率为0.01~10 s-1的热变形条件下对新型无镍白色Cu-12Mn-15Zn-1.5Al-0.3Ti-0.14B-0.1Ce(质量分数,%)合金进行热压缩模拟实验;根据该合金热变形行为及热加工特征,建立该合金热变形的本构方程和热加工图。该合金热变形过程中变形激活能为203.005 k J/mol。当真应变为0.7时,合金热加工图中存在一个失稳区,此区域的变形温度为600~700°C,应变速率为0.32~10 s-1。在较适宜的热变形条件(800°C、10 s-1)下获得的合金具有良好的表面质量和内部组织。同时,该无镍合金具有与传统镍白铜Cu-15Ni-24Zn-1.5Pb合金相近似的白色色度和肉眼不易察觉的色差(小于1.5)。     

35% SiC_p/2024A1复合材料的热变形行为(英文)

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对35%SiCp/2024A1复合材料在温度350~500°C、应变速率0.01~10s-1的条件下进行热压缩试验,研究该复合材料的热变形行为与热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,35%SiCp/2024A1复合材料的流变应力随着温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高,说明该复合材料是正应变速率敏感材料,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;在本实验条件下平均热变形激活能为225.4 kJ/mol。为了证实其潜在的可加工性,对加工图中的稳定区和失稳区进行标识,并通过微观组织得到验证。综合考虑热加工图和显微组织,得到变形温度500°C、应变速率0.1~1 s-1是复合材料适宜的热变形条件。     

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%。     

Ti6Al4V钛合金的变形组织及织构

在温度850~930°C、应变速率0.01~1 s-1的条件下,对初始组织为等轴组织的Ti6Al4V钛合金进行变形程度为70%的热压缩变形实验,研究合金的变形组织及织构。结果表明,当温度低于900°C、应变速率高于0.1 s-1时,合金的组织主要是拉长的α晶粒;而在高于900°C以及低应变速率下,则会发生动态再结晶。电子背散射衍射（EBSD）结果显示,合金在再结晶过程中亚晶界吸收位错,最终形成大角晶界。在930°C时动态再结晶已基本完成,水冷至室温时形成针状α相。与原始组织相比,合金在930°C变形时织构得到增强,低于930°C变形时织构变弱。     

ZK60镁合金高应变速率压缩变形的流变行为及显微组织(英文)

在250~400°C的温度范围和0.1-50 s-1的应变速率范围内对ZK60合金进行压缩变形,对其流变行为和显微组织进行研究。结果表明,在低应变速率(0.1~1 s-1)下压缩变形时,再结晶主要发生在初始晶界上;在高应变速率(10~50 s-1)下压缩变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生。合金在应变速率10~50 s-1和温度250~350°C的变形条件下获得均匀、细小的再结晶组织。因此,合金的最佳热加工工艺范围为应变速率10~50 s-1、变形温度250~350°C。高应变速率压缩变形条件下的孪生诱发动态再结晶过程分三步,首先,高位错密度孪晶分割初始晶粒;然后,孪晶内的位错发生重排形成亚晶;最后,随着应变的增加而形成再结晶晶粒。     

Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr合金本构方程模型及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为623～773K,应变速率为0.001～1s-1条件下对Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr(wt%)合金进行热压缩实验,研究了该合金热变形行为及热加工特征,建立了该合金热变形时的本构方程和加工图.结果表明,该合金高温变形时的峰值应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而显著减小;变形激活能为289.36kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区,分别是变形温度为770～773K,应变速率为0.1s-1左右的区域,和变形温度小于750K,应变速率小于0.03s-1的区域;合金的最佳热加工温度为750～773K,应变速率为0.001～0.01s-1.     

Ti3Al基合金的热变形行为及加工图

采用THERMECMASTER-Z热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,基于动态材料模型的加工图技术研究该合金在950~1350 ℃和0.001~10 s-1范围内的高温变形特性,并优化出其适宜的高温变形参数范围。结果表明,在应变速率较高(≥0.05 s-1)时,变形多处于失稳区域。在变形温度为950~1100 ℃,应变速率为0.05~10 s-1区域,发生了绝热剪切和局部流动现象;在变形温度为1100~1350 ℃,应变速率为0.1~10 s-1区域发生了β组织的不均匀变形。在变形温度为1250~1350 ℃,应变速率低于0.01 s-1时,变形组织粗大,其变形机制为动态回复。在变形温度为1100~1180 ℃,应变速率为0.001~0.015 s-1时,功率耗散效率多大于0.55,变形组织中出现了亚晶;在温度为970~1010 ℃,应变速率为0.001~0.01 s-1时,功率耗散系数大于0.5,其变形机制可能为超塑性成形,这2个区域为Ti3Al基合金适宜的热变形工艺参数范围     

车身用6022铝合金热加工图及组织演变

利用Gleeble-3500热模拟试验机测定了6022铝合金的应力应变行为,基于动态材料模型,构建了热加工图。观察了不同变形条件下的金相组织。实验结果表明:当形变量为60%时,6022铝合金热加工图中存在局部较高的功率耗散区(加工温度为440~550℃、应变速率为0.01~1 s~(-1)时),达30%以上,为实验材料的最佳热加工区,在该区域热变形后,材料晶粒细小;热加工图中存在3个失稳区,加工温度为300~390℃,应变速率为0.01~0.02 s~(-1);加工温度为300~340℃,应变速率为0.4~10 s~(-1);加工温度为470~500℃,应变速率为0.6~10 s~(-1)。实际热加工过程中应避开此区域,防止材料内部微观缺陷的产生。     

挤压态ZK60A镁合金高温变形行为和加工性能（英文）

通过在温度为250~450°C和应变速率为0.001~10 s-1条件下进行压缩测试,研究挤压态ZK60A镁合金的高温变形行为和加工性能。ZK60A镁合金的本构方程可以用双曲正弦函数进行描述。在真应变为-0.2~-0.8下构建热加工图。在300~400°C以及0.01~0.001 s-1应变速率下,材料完全再结晶(DRX)并显示出良好的加工性能。ZK60A镁合金高温加工,例如锻造,可以进行。在变形量大于-0.5以及应变速率高于0.1 s-1时,实验观察到流变失稳现象,例如局部应变集中、孪生变形、晶粒异常长大、微裂纹和切变断裂,不推荐进行加工。攀移控制的位错蠕变主导ZK60A镁合金的塑性变形以及动态再结晶形核。     

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。     

高钛6061铝合金的热变形行为（英文）

利用应力应变曲线、热加工图,结合电子透射电子显微镜和背散射衍射技术研究在变形温度为350~510°C、应变速率为0.001~10 s-1时高钛6061铝合金的热变形行为。结果表明,该合金的热压缩变形流变峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在实验参数范围内平均热变形激活能为185 k J/mol;建立了流变应力模型;该合金热变形时主要的软化机制为动态回复;根据材料动态模型获得了高钛6061铝合金的热加工图,最佳的热加工窗口温度为400~440°C,应变速率为0.001~0.1 s~(-1)。     

Al-4.7Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.4Er合金高温变形行为

在Gleeble 1500D热模拟仪上进行热压缩实验,研究Al-4.7Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.4Er合金高温变形行为,变形温度为300~500℃,变形速率为0.001~10 s-1,变形后总应变量为0.7。变形温度高于400℃时,真应力-真应变曲线呈现稳态流变,在其他温度下变形真应力-真应变曲线表现为加工硬化。根据动态材料模型建立合金的加工图,在400~500℃和0.001~0.1 s-1变形时加工图上出现一个发生动态回复的峰区,相应的变形激活能为176 kJ/mol,大于纯铝的自扩散激活能,表明合金在该区域变形的机制是位错的交滑移。变形失稳区的组织特征是局部变形。     

片状粉末冶金Al_2O_3/Al复合材料的热变形及加工图（英文）

采用Gleeble-1500D热模拟试验机在300~450°C、0.001~1.0 s-1条件下对不同铝片层厚度的Al2O3/Al复合材料进行变形行为研究。实验结果表明,在设定的温度下,流变应力随着应变速率的增加而增加,而在设定的应变速率下,流变应力随着温度的升高而降低。在所采用的实验条件下,片层Al2O3/Al复合材料的高温流变行为可以用双曲正弦函数来描述。Al2O3/Al-2μm和Al2O3/Al-1μm复合材料在进行真应变为0.6的热变形时最优加工工艺参数分别为300~330°C,0.007~0.03 s-1和335~360°C,0.015~0.06 s-1。而热加工图也明确了此两种复合材料的流变失稳区。