基于三维热加工图的X12合金的热变形行为

三维热加工图描述了功率耗散区和流动失稳区随着应变速率、温度和应变的变化。采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机在变形温度950～1200℃,应变速率0.05～5 s~(-1)的条件下对X12合金的热变形行为进行了研究。考虑应变对X12合金可成形性的影响,基于动态材料模型,建立了X12合金的三维热加工图,确定了X12合金热变形的最佳参数为应变大于0.3,温度为1150～1200℃,应变速率为0.05～0.63 s~(-1)。通过对有限元软件DEFORM的二次开发,将X12合金的三维加工图数据与DEFORM进行集成,对?8 mm×12 mmX12合金圆柱试样在不同温度及应变速率下的压缩过程进行了有限元模拟,得到了该试样压缩过程中的功率耗散系数及流动失稳系数分布图,验证了X12合金的最佳热变形工艺参数。     

GH625镍基合金高温塑性变形加工图研究

在Gleeble热模拟机上对GH625合金进行了等温热压缩实验,获得了不同变形条件下该合金的真应力真应变曲线。利用DMM模型构建了GH625合金在不同应变量下的加工图,通过对加工图的分析,可以得到:GH625合金加工图中存在一个功率耗散效率较高的区域,其对应的变形温度为1100～1200℃,应变速率为0.01～1.0s-1,在该变形区域内,合金发生了完全动态再结晶。当功率耗散效率为0.4～0.45时,动态再结晶晶粒细小均匀;在峰值效率0.47时,动态再结晶晶粒出现明显的长大趋势;在低温高应变速率下存在一个较小的流变失稳区,该区域内的动态再结晶晶粒沿绝热剪切带分布。实际生产中工艺参数的制定应尽量选择在完全动态再结晶区内加工,避免在失稳区加工成型。基于GH625合金加工图及微观显微组织分析可得该合金的适宜加工区域为:ε=0.01～1.0s-1,T=1100～1200℃。     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

基于热加工图的铝合金6061变形行为研究

在Zwick/Roell Z020万能材料试验机上实施高温压缩试验,研究铝合金6061在变形温度范围为360～480℃,应变速率在0.001～1s-1时的热变形行为。基于动态材料模型理论,利用matlab进行三次样条插值,获取足够的数据利用origin软件绘制铝合金6061的功率耗散图。利用功率耗散图分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。在加工温度为360～440℃,应变速率为0.001～0.01s-1之间,功率耗散率的最大值为0.39,是该合金的最佳成形区域。     

ZK31-1.5Y镁合金热变形行为及加工图

研究了ZK31-1.5Y镁合金在变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热压缩变形特性,基于动态材料模型建立了热加工图,并结合真应力-真应变曲线确定了该合金在实验条件下的热变形机制及最佳工艺参数。结果表明:ZK31-1.5Y合金的真应力-真应变曲线主要以动态再结晶和动态回复软化机制为特征,峰值应力和稳态应力随变形温度的降低或应变速率的升高显著增加。合金功率耗散图和失稳图中分别包含了3个效率峰值区和1个马鞍形流变失稳区,峰区效率范围为38%~65%,叠加后形成的加工图给出了实验参数范围内热变形时的最优工艺参数,其热变形温度为350~450℃、应变速率为0.1~1 s-1。当应变量由0.1~0.6逐渐增大时对加工图分布规律影响不大。     

GH2907合金热变形行为及热加工图

通过热模拟压缩实验研究了GH2907合金在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.01~10s_^-1、变形量为60%条件下的热变形行为,流变应力随着变形温度的升高或应变速率的降低而显著降低；根据Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数,计算了热变形激活能Q,建立了GH2907合金的热变形本构方程；根据动态材料模型,确定了GH2907合金在不同应变下的功率耗散图,功率耗散效率η较高的区域位于温度为1050~1100℃,应变速率为0.01~0.03s_^-1范围,在该变形区域内组织发生了明显的动态再结晶现象；基于Preased失稳判据,绘制了GH2907合金在不同应变下的热加工图,流变失稳区位于高温高应变速率区域,即温度为970~1100℃,应变速率为0.6~10s_^-1范围,在该变形区域内动态再结晶晶粒沿着绝热剪切带和局部流动分布。根据GH2907合金热加工图及微观组织分析得到适宜的加工区域是温度为1050~1100℃,应变速率为0.01~0.03s_^-1范围。     

Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si-Y合金高温塑性变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Ti-Al-Zr-Sn—Mo—Si—Y合金进行了热压缩试验，采用动态材料模型建立的加工图研究了在变形温度800～1100℃，变形速率在0．002～10s^-1范围内的热变形行为。结果表明：该合金的功率耗散效率的峰值区为875～925℃，应变速率为0．001-0．002s^-1，峰值效率为85％。在温度为900～1000℃，应变速率为0．1～3s^-1的区域和850～950℃，应变速率为0．001-0．01s^-1的环形区域内进行等温压缩，Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si—Y合金发生了动态再结晶，其功率耗散效率为40％～55％。在800～925℃，应变速率为0．03～10s^-1和温度为860～930℃，应变速率为0．003～0．03s^-1区域内易产生流变失稳现象。     

我国钛废料回收利用现状

采用热模拟压缩试验研究了Ti-40阻燃钛合金在温度900℃～1100℃、应变速率0．01s^-1～10s^-1范围内的高温变形特性，发现合金的流动应力-应变曲线具订应力峰和流变软化特征，在高温、高应变速率下，出现小连续屈服现象。根据动态材料模型（DMM）建立的Ti-40合金加工图大致可以分为5个区域：（1）在温度900℃-950℃，应变速率大于1s。时，易发生45°角剪切开裂，出现明显的剪切变形带，功率耗散率达最小值。（2）在温度1000℃～1100℃、应变速率人于1s^-1时，易出现“豆腐渣”式和纵向开裂，大变形时出现局部塑性流动。这2个区域为流动失稳区，在制定热加工工艺时应尽量避免。（3）在高温（≥1050℃）、低应变速率区（≤0．1s^-1），功率耗散率为46％-76％，达到盛大值，呈现连续冉结晶的特征。（4）在900℃-950℃、应变速率0．01s^-1～0．1s^-1区域内主要发生动态回复，功率耗散率为22％-32％。（5）在温度950℃～1050℃、应变速率0.1s^-1～1s^-1范用为再结晶区域，功率耗散率为36％～50％。结果表明，加工图是控制材料组织演变和优化工艺的一种有效手段。     

应用加工图理论研究Ti2AlNb基合金的高温变形特性

基于动态材料模型（DMM），建立了Ti2AlNb基合金（Ti-22Al-25Nb）在温度94012-1060℃，应变速率0．001s^-1-10s^-1范围内的加工图，并利用该图分析了合金的高温变形特性。结果发现：在温度94012～97012，应变速率0．4s^-1～10s^-1和温度970℃—1060℃，应变速率1s^-1～10s^-1范围为流动失稳区，前者范围内主要发生绝热剪切变形和45°角剪切开裂，功率耗散率达到最小值；后者区域内以局部塑性流动和纵向开裂为主，功率耗散率小于33％。热加工图的其余部分为塑性加工的“安全区”，主要发生再结晶。在温度94012～970℃，应变速率0．001s^-1-0．4s^-1范围，以α2／O相板条球化为主；在温度970℃～1030℃，应变速率0．001s^-1～1S^-1范围，功率耗散率为35％-45％，呈现连续再结晶特征。在温度1030℃～1060℃。麻蛮谏率0．001s^-1-0.1s^-1范围。功率耗散率为45％～66％。达最大值,发生连续再结晶晶粒长大。     

GH79合金加工图的流变失稳准则(英文)

在Gleeble-1500D热模拟实验机上对GH79合金进行热压缩模拟实验。在对于GH79合金热变形行为及微观组织演变研究的基础上,分析比较Prasad,Gegel,Malas,Murty和Semiatin 5种不同失稳判据,并绘制不同失稳判据的热加工图。从不同失稳判据的热加工图中可以看出,在温度900~930°C、应变速率5×10-4~1.8×10-1s-1和温度960~1080°C、应变速率为5×10-4~1.5×10-1s-1的两个范围内该合金的功率耗散率值大于60%,上述两个区域为GH79合金的适合成形区域。