Constitutive Analysis to Predict High-Temperature Flow Stress in 2099 Al-Li Alloy

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程和加工图,采用电子背散射衍射(EBSD)分析变形过程中合金的组织特征.结果表明流变应力随变形温度的升高而降低;当应变速率ε=10s-1,变形温度为300～500℃时,合金发生了动态再结晶.Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述.在热变形过程中,随着真应变增加,合金的变形失稳区域增大.该合金适宜的变形条件如下变形温度300～360℃、应变速率0.01～0.32s-1,或变形温度380～500℃、应变速率0.56～10s-1.     

2519铝合金热变形流变行为

采用Gleeble-1500热模拟机进行高温等温压缩实验,研究了2519铝合金在变形温度为300～450℃、应变速率为0.01～10 s-1条件下的流变变形行为.结果表明:应变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响,流变应力随温度升高而降低,随应变速率的提高而增大,在应变速率ε＜10 s-1条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;而在ε=10 s-1,t≥350℃的变形条件下,合金发生了局部动态再结晶.可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述2519铝合金高温塑性变形时的流变行为.     

考虑应变因素的2099合金高温流变行为模型（英文）

采用等温热压缩试验研究2099合金在变形温度300~500°C、应变速率0.001~10 s-1条件下的热变形行为。为了准确地表征流变行为,采用摩擦与温度修正后的实验数据构建本构模型。结果表明,温度和应变速率对合金热变形行为的影响可用包含Arrhenius关系的Z参数来表征。此外,通过计算不同应变量下的材料常数(α、n、Q和A)考虑了应变对本构模型的影响。利用统计分析对比了由本构模型获得的预测曲线与试验修正曲线,二者显示了很好的吻合,这表明所构建的本构模型能够很好地预测2099合金的热变形流变行为。     

2099合金热变形加工图研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对2099合金进行等温热压缩试验,研究了基于动态材料模型的加工图,分析了该合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1范围内安全区和失稳区的组织特征,并对其热加工工艺进行优化。结果表明,2099合金的加工失稳区主要位于300~420℃,0.001~0.02 s-1和300~500℃,0.562~10 s-1范围内。失稳区组织出现了局部流变、局部剪切、局部流变+局部剪切等特征;安全区组织以动态回复、动态回复+动态再结晶为主要特征。合金热加工工艺优化为:真应变<1.1时,工艺参数为380~420℃,0.025~1 s-1;真应变>3.4时,工艺参数为420~500℃,0.001~0.562 s-1。     

考虑应变因素的2099合金高温流变行为模型

采用等温热压缩试验研究2099合金在变形温度300～500℃、应变速率0．001～10s-1条件下的热变形行为。为了准确地表征流变行为,采用摩擦与温度修正后的实验数据构建本构模型。结果表明,温度和应变速率对合金热变形行为的影响可用包含Arrhenius关系的z参数来表征。此外,通过计算不同应变量下的材料常数（a、n、Q和A）考虑了应变对本构模型的影响。利用统计分析对比了由本构模型获得的预测曲线与试验修正曲线,二者显示了很好的吻合,这表明所构建的本构模型能够很好地预测2099合金的热变形流变行为。     

基于热加工图的6061铝合金热压缩变形特性研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对6061铝合金进行等温热压缩试验,研究变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~10s-1、压缩量为60%条件下合金的热变形特性,分析其高温流变应力行为,依据动态材料模型建立热加工图并结合热变形组织分析6061铝合金的热变形机制。结果表明,6061铝合金流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而下降,其高温软化机制以动态回复为主;合金在高应变速率下普遍存在流变失稳,最佳热加工区间变形温度为430~450℃,应变速率为0.01~0.05 s~(-1),该工艺范围内合金出现了部分动态再结晶组织。     

Al—Cu—Mg—Ag合金热变形本构方程模型

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温压缩试验,研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在变形温度为300～500 ℃、应变速率为0.01～10.00 s-1条件下的流变变形行为,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金热变形本构方程.结果表明,流变应力随温度的降低、应变速率的提高而增大,在应变速率小于10.00 s-1的条件下,流变应力随应变增加而迅速增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;在应变速率为10.00 s-1,温度大于300 ℃的条件下,应力达到峰值后逐渐下降,并出现锯齿波动现象,表明合金发生了局部动态再结晶;Al-Cu-Mg-Ag合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为160.08 kJ/mol.     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金高温塑性变形行为的加工图

采用Gleeble-1500热模拟机进行恒温和恒速压缩变形实验,变形温度为300～450℃和应变速率为0.001～1 s-1,研究了新型Al-Zn-Mg-Cu合金的高温塑性变形行为,并根据动态材料模型（DMM）建立了合金的加工图。结果表明,合金高温压缩变形均存在稳态流变特征且属于正应变速率敏感材料;在实验范围内,变形温度450℃、应变速率0.001 s-1的高温低应变速率变形区域的功率散耗率最大,约为0.61;合金热变形的最佳工艺参数为：热加工温度390～410℃,应变速率0.018～0.135 s-1。     

镍基高温合金GH4700的热变形行为及热加工图

研究了镍基高温合金GH4700变形温度和应变速率对热变形行为的影响,建立了该合金的热变形本构方程和热加工图。结果表明:在变形温度1120~1210℃、应变速率0.01~20 s-1条件下,该合金的热变形流变曲线呈现出典型的动态再结晶型特征,存在稳态的流变应力,且随着变形温度的升高和应变速率降低,动态再结晶过程更充分;GH4700合金的热变形激活能为326.3165 kJ/mol;该合金在温度为1180~1210℃,应变速率为10~20 s-1的热压缩变形条件下,能量耗散率η值较高,大于0.30,显微组织发生完全动态再结晶,获得的组织晶粒细小且分布均匀。