Ti-6．5Al-3．5Mo-1．5Zr-0．3Si合金本构关系的BP神经网络模型

利用THERMECMASTOR-Z型热力模拟试验机,在变形温度为780～1 080 ℃,应变速率为0.001～70.0 s-1条件下对Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金进行等温恒应变速率压缩试验,获得不同变形温度、不同应变速率和不同真应变下的流动应力数据.结合试验数据和神经网络知识,构建了采用BP算法的人工神经网络,训练结束后的神经网络即成为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金的一个知识基的本构关系模型.利用所建立的BP网络模型对材料的流动应力进行了预测,发现预测值与试验数据吻合良好,说明该BP网络本构关系模型具有较高的精度,可用于指导Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金热加工工艺的制定.     

Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金β加工动态再结晶行为研究

利用Thermecmastor-Z热模拟试验机,在变形温度102～1080℃和应变速率0.001～70 s-1范围内对原始等轴组织的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金进行等温恒应变速率压缩实验,分析高温流动行为,构建基于动态材料模型的功率耗散图,并结合微观组织观察对其β加工的动态再结晶行为进行研究.结果表明,Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金在β单相区变形时,不同温度和应变速率下的流动应力曲线均呈稳态流动特征,但仅根据流动应力曲线并不能确定是否发生动态再结晶.根据功率耗散图分析和微观组织观察可知,Ti.6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金β加工易发生动态再结晶的热力参数范围为:变形温度.1020～1080℃,应变速率0.01～0.1 s-1,此区域功率耗散功率,,值都大于0.4,为实际β加工时优化的热力参数范围;应变速率过高或过低,均不易发生动态再结晶.     

Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热压缩行为研究

采用Gleeble3500热力模拟机对Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^-1,热力模拟机的温度分别为573、623、673和723 K进行了热压缩试验研究。结果表明,Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在热变形行为中真应力与压缩温度成反比,但真应力与应变速率成正比。构建了合金的双曲正弦本构模型,揭示了Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热加工时的变形机制,以及变形温度、应变速率和流变应力之间的关系。采用峰值应力与应变量分别为0.1、0.3和0.5时的应力,根据动态材料模型理论得到合金的热加工图。结果表明,该合金的最佳加工温度范围和应变速率范围分别为708～723 K和0.001～0.04 s^-1。     

热加工过程中2种原始组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金变形行为（英文）

采用等温压缩试验研究不同原始组织对Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金流动应力、应变速率敏感性指数、应变硬化指数和表观变形激活能的影响。结果表明:原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金具有更高的峰值应力和流动软化效应,当变形温度高于或等于810°C、应变速率为0.1~5.0 s-1时,原始组织为等轴组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金存在初始屈服现象。当应变为0.5~0.7、变形温度较低、应变速率为0.01 s-1时,原始组织为等轴组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的应变速率敏感性指数值较大,这主要归因于其显微组织演变特征。隋着变形的进行,原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金发生了α片层弯曲和动态球化现象,这使得其应变硬化指数变化显著。当应变为0.15~0.55时,原始组织为片层组织的Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的表观变形激活能更大。     

Ti-6Al-7Nb合金高温塑性变形行为及热加工图研究

本文以Ti-6Al-7Nb合金为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机进行不同温度和应变速率压缩试验。分析了Ti-6Al-7Nb合金在变形温度1023 K、1073 K、1123 K、1173 K,应变速率为0.005 s-1、0.05 s-1、0.5 s-1、5 s-1和10 s-1,最大变形量为60%下的高温变形行为及热加工特性。结果表明：变形温度与应变速率对Ti-6Al-7Nb合金的流动应力影响较大,其中应变速率是影响加工硬化过程的主要因素。Ti-6Al-7Nb合金在发生热塑性变形时后的物相主要有：初生α相、片层状α相、次生α相、片层状β相以及发生球化的初生α相等。Arrhenius本构方程模型适用于低温低应变速率和高温高应变速率形变条件的Ti-6Al-7Nb合金高温变形。利用MATLAB构建计算确定了合金最佳塑性变形区间为：应变速率0.0067 s-1-0.1353 s-1和温度1100-1173 K,在该区间有可能获取Ti-6Al-7Nb合金最佳的塑性变形工艺参数。     

Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的热变形行为及本构方程的建立

通过热模拟压缩试验研究了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金在变形温度950~1100 ℃,变形速率0.001~1 s^-1,最大变形程度50%条件下的热变形行为。结果表明：Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的流变应力对热变形工艺参数（变形温度和变形速率）的敏感性较高,其真应力-真应变曲线具有峰值应力、应变软化和稳态流动特征。采用Arrhenius双曲正弦函数和多元回归处理法确定了合金在试验条件下的应力指数n、变形激活能Q等材料参数,建立了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金高温变形本构关系模型。     

等轴组织α-β钛合金热变形微观组织的表征(英文)

研究等轴组织TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)合金在两相区980～800℃温度范围和应变速率0.001s-1,0.01s-1,0.1s-1条件下的热变形行为和微观组织演变。分析热力模拟参数对应力—应变曲线和微观组织演变的影响。并采用电子背散射衍射(EBSD)技术测试表征变形组织的晶界特征。研究结果表明:在980℃变形时,β相是主要变形相,发生了不连续动态再结晶;同时,α相经历了变形促进下的聚集粗化(低应变速率)和溶解(高应变速率)的过程,即α相含量和晶粒尺寸随着应变速率的加快而明显减小。在950～900℃,0.001s-1应变速率的条件下发生超塑性变形时,变形主要集中在软的β相,以及相界和晶界处。在850℃时,α相是主变形相,变形微观组织的演变机理是α相的连续动态再结晶,β相起晶界协调变形的作用。     

应用智能方法建立Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金的本构关系(英文)

利用Thermecmastor-Z热模拟机进行Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金在不同工艺参数(变形温度800,850,900,1000,1050°C,应变速率0.01,0.1,1,10s-1)条件下的热模拟压缩试验,研究变形温度和应变速率对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金流变应力的影响。以试验数据为基础,应用BP神经网络算法原理,建立该合金的高温流动应力与变形温度、应变和应变速率对应关系的高温本构关系预测模型。结果表明,运用神经网络方法建立的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V钛合金本构关系模型具有较高的预测精度,与试验结果吻合良好。此外,运用Visual Basic可视化编程语言设计并开发了具有神经网络功能的用户界面。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金高温变形流动应力预测模型

通过高温压缩模拟实验,分析了Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在变形温度为850～1100℃,应变速率为0.01～10 s-1条件下的高温变形力学行为规律,并利用线性回归方法计算了不同温度范围内的应力指数n和变形激活能Q,获得了该合金高温变形力学行为计算模型.结果表明,Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金对变形温度和应变速率非常敏感.在恒温时流动应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率时随变形温度的升高而降低.在850～950℃时,n、Q分别为7.0874和610.463 kJ/mol;而在950～1100℃时,n=4.7324,Q=238.030 kJ/mol,该预测模型的计算值与实测值之间的相对误差分别为6.341%和6.957%.     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金临界损伤因子的计算机模拟

根据实验获得的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金真实应力-应变曲线,通过计算机模拟研究了该合金在不同应变速率和温度下临界损伤因子的变化。结果表明,Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金的最大损伤值总是分布在墩粗鼓的最外缘部位,并且应变速率对材料损伤软化现象影响较大。     

激光熔化沉积Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金的组织演变与力学性能（英文）

利用激光熔化沉积技术制备Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金板材,并采用金相和扫描电镜对合金的宏观组织和微观组织进行表征,对室温拉伸性能进行研究。结果显示:宏观形貌由贯穿多个沉积层的大柱状晶组成;观察到宽条带和窄条带2种条带,宽条带由α板条和魏氏集束构成,窄条带由α板条和β转变组织构成,对条带的形成机理进行探讨。此外,还讨论由后续沉积层的沉积导致的热效应对组织演变的影响。室温拉伸测试显示,激光熔化沉积制备的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金的强度达到锻件强度水平。     

Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B合金的本构方程以及加工图

在温度1323-1473 K,应变速率0.001-1 s-1的范围内研究了Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B 合金的热压缩变形行为,其真应力-真应变曲线表明合金在变形过程出现了动态软化行为。依据经过摩擦和温度修正后流变应力的曲线,获得了该合金的本构方程,其中Zener-Holloman指数方程描述了温度和应变速率对变形行为的影响,以此构建五次多项式组来描述应变对材料参数的影响,其预测结果与实验结果相符。同时,建立了该合金的热加工图,并据此加工图预测出该合金合适的加工参数为1343 K和0.02 s-1,且成功地完成了在工业生产条件下对圆柱形试样的锻造。     

Ti-679合金的稳态蠕变

本文测定了Ti-679合金在不同应力和温度下的稳态蠕变速度,并用应变速率循环法测定了各种温度下的激活面积,最后对合金的蠕变机构进行了讨论。一、实验方法试验用料是抚顺钢厂生产的Ti-679合金(Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si)直     

TC11和TC17钛合金线性摩擦焊接过程接头应力应变场研究

采用Abaqus/explicit有限元软件,建立了二维刚塑性热力耦合有限元模型,对TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)/TC17(Ti-4Mo-4Cr-5Al-2Sn-2Zr)异种钛合金线性摩擦焊接过程接头应力应变场进行了数值计算,探讨了焊接过程接头应力应变场的演变规律。结果表明:摩擦过程,界面热塑性金属在周期性拉压应力作用下,被挤出摩擦界面,在飞边处,轴向承受向上的拉应力和拉应变,界面方向受到向焊件内侧的压应力与压应变;顶锻阶段,应力值增大,应变值基本保持恒定。     

温度及应变速率对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金临界损伤因子的影响

以变形温度及应变速率对铸态Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金临界损伤因子的影响为研究目标,完成多组该合金试样的热物理模拟压缩实验,利用采集到的真实应力一应变数据作为数值计算的底层材料模型而完成物理实验的仿真再现.发现最大损伤值总是出现在墩粗鼓最外缘部位,并以此部位作为研究区域,获得损伤敏感率在变形初期快速下降至后期逐步趋于0的损伤软化规律,而损伤软化现象对应变速率较为敏感.提出损伤敏感率的概念并完成该指标的计算,通过对损伤敏感率曲线进行分析,从而确定了损伤敏感率为0即裂纹产生的时刻,并将该时刻的最大损伤值作为临界损伤因子.计算出Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金材料在温度1073 ～1323 K、应变速率为0.01 ～ 10 s-1下临界损伤因子分布规律,结果表明其不是一个常数,而是一个在0.229 ～0.572范围内变化的变量,其随工艺条件(温度、应变速率)的改变而改变.     

ON THE STEADY STATE CREEP OF ALLOY Ti-679

<正> 本文测定了Ti-679合金在不同应力和温度下的稳态蠕变速度,并用应变速率循环法测定了各种温度下的激活面积,最后对合金的蠕变机构进行了讨论。 一、实验方法 试验用料是抚顺钢厂生产的Ti-679合金(Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si)直     

TC9钛合金初生α相的测定

一、前言TC9合金是α+β两相钛合金。其名义成份为Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si。该合金具有较高的热强性能,是作为航空发动机使用的材料。钛合金的性能对微观组织十分敏感,因此需要严格控制热加工温度。目     

Cu-Ti-Ni-Mg合金的热变形行为及热加工图

通过真空熔炼制备了Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金，采用Gleeble-1500D数控动态-力学模拟试验机，在0.001～10 s^-1应变速率和550～950℃变形温度下，对Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金进行了热变形试验。在流变应力的基础上得到了合金的本构方程，绘制了其热加工图，分析了合金的微观组织演变和析出相类型。结果表明：Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金的峰值应力随着变形温度的降低和应变速率的增加而增大。变形温度的升高对动态再结晶有促进作用，合金的主要析出相为CuNi₂Ti。Cu-1Ti-1Ni-0.1Mg合金的最佳热加工区域为应变速率0.001～0.15 s^-1,变形温度850～950℃。     

新型1200 MPa级Ti-35421合金应力腐蚀敏感性的原位电化学研究

以新型1200 MPa级Ti-35421合金(Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe)为研究对象,采用慢应变速率拉伸实验结合原位电化学监测研究了不同应变速率和阴极保护电位对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明：当应变速率为1.67×10^-5mm·s^-1时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀敏感性最高,其塑性损失和应力腐蚀指数分别为27.27%和0.273;裂纹尖端钝化膜层在应力和腐蚀的共同作用下钝化保护弱于溶解,导致了应力腐蚀加剧;当外加阴极保护电位为-600mV时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性最低,其最佳阴极保护电位范围为-450～-600 mV,降低了阳极共轭反应,从而使其塑性损失和应力腐蚀指数分别降低到1.01%和0.113。     

AM355不锈钢的热变形行为

使用Gleeble-3800热模拟试验机对锻造态AM355不锈钢进行等温热压缩试验,应变速率选择0.01~10 s^-1,变形温度选择1173~1423 K。热变形后的组织通过光学显微镜、电子背散射衍射、透射电镜进行观察。基于Arrhenius模型采用峰值应力构建了本构方程,并对其改进得到了准确度更高的本构方程。采用动态材料模型构建了热加工图。由热加工图与变形后的组织得到了真应变为0.9时的热加工窗口。结果表明,适用于AM355钢的最优热加工区域为变形温度1250~1300 K、应变速率0.01~0.03 s^-1与变形温度1300~1400 K、应变速率0.01~10 s^-1及变形温度1400~1423 K、应变速率0.5~10 s^-1,该区域下能量耗散率均小于0.36,且发生了完全的动态再结晶。此外,还确立了完全动态再结晶时奥氏体晶粒尺寸d_drx与Z参数的关系。