喷射成形Vanadis4冷作模具钢高温变形行为研究

采用喷射成形工艺制备了高碳高合金Vanadis4冷作模具钢,采用光学显微镜观察了其微观组织,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其高温变形行为进行了研究,变形温度850℃~1150℃、变形速率为0.01s-1~30s-1。结果表明,喷射工艺得到了晶粒细小且无宏观偏析的组织;其真应力-应变曲线为典型的动态再结晶形曲线,变形初期流变应力随应变量增加迅速增加且很快达到峰值,该特点不同于传统工艺Cr12MoV冷作模具钢的真应力应变曲线特点。根据测得曲线的峰值应力应变计算了喷射成形V4钢变形激活能,结果表明激活能随温度增加而降低,受变形速率影响不大,其变形激活能在较高温度、中温、较低温度时分别为250、407、512kJ/mol。     

基于微观机理的电磁铸造35CrMo钢的高温流变本构方程

采用Gleeble-3810热模拟试验机,在变形温度为850~1150℃,应变速率为0.01~10 s-1条件下对电磁铸造35CrMo钢进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变温度、应变速率对35CrMo钢的高温流变应力行为的影响。以应力-位错关系和动态再结晶动力学为基础,分别构建了35CrMo钢临界应变前后的本构方程。结果表明:35CrMo钢的流变应力与应变速率呈正相关,与应变温度则呈负相关;高温低应变速率下的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶现象,显微组织分析显示,降低应变温度和提高应变速率能有效细化变形组织晶粒。而Deform-3D有限元模拟表明,构建的本构方程能够准确预测电磁铸造35CrMo钢的高温流变应力。     

新型中合金超高强度钢的热变形行为北大核心CSCD

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了含有W、Mo等多种碳化物形成元素的新型中合金超高强度钢的热变形行为,变形温度为800~1200℃,应变速率为0.01~10 s^(-1),最大应变量为0.7。热模拟试验得到了试验钢的高温流变应力曲线,其变形抗力随变形温度的降低和应变速率的提高而增加。在变形温度1000℃以上进行热压缩时,试验钢可发生动态再结晶;变形温度的升高会促进晶粒粗化及二次再结晶的发生,而应变速率的提升有利于促进再结晶晶粒的细化和均匀化。根据试验钢的高温流变应力曲线,计算出试验钢的热加工本构方程,并建立了真应变为0.4的热加工图。结合微观组织演变的分析结果,得出试验钢的最佳热加工区域应为:变形温度为1000~1100℃、应变速率为1~10 s^(-1)。     

T2紫铜的低温变形组织与性能研究

在Gleeble-3500热模拟机上进行了等温压缩热模拟试验,研究了T2紫铜在低温塑性变形中流变应力行为和不同变形条件以及退火对组织和性能的影响。结果表明:T2紫铜在25~225℃、应变速率0.01~1s-1时,真应力—真应变曲线为动态回复型;应变速率为10 s-1时为动态再结晶型。变形温度越高,流变应力峰值越低;应变速率越高,达到流变应力峰值的速度就越慢,此过程存在明显的动态软化。变形试样经200℃×2 h退火处理后,硬度明显降低,部分晶粒被等轴状晶取代,组织更均匀。     

H13钢电渣锭热变形本构模型的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对H13钢电渣锭进行热压缩变形试验,研究了在900~1 150℃和不同应变速率条件下的真应力-应变关系。结果发现,变形温度对H13钢电渣锭热变形的流变应力有明显的影响,即流变应力随变形温度的升高而降低,但变形速度对其影响较小。根据最小二乘法原理,对H13钢电渣锭在不同温度和不同应变速率条件下的应力-应变关系进行了多元线性回归分析,建立了H13钢电渣锭的热变形本构模型。     

变形条件对喷射成形Al-9Mg-0.5Mn合金动态再结晶的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对喷射成形Al-9Mg-0.5Mn合金进行等温热压缩试验,研究了变形温度、应变和应变速率对合金动态再结晶行为的影响。结果表明,合金在热压缩变形初期,加工硬化起主导作用,流变应力随变形程度的增加迅速增大;但随着应变增加,动态再结晶是主要的软化机制;变形温度越高,合金变形更均匀,合金的储存能更高,动态再结晶的形核和长大过程更快;应变速率越小,再结晶核心及亚结构有充分的时间形成和长大,合金发生完全动态再结晶,合金的组织为再结晶组织。     

AZ31B镁合金在高应变速率下的热压缩变形行为和微观组织演变

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机在变形温度为200~520℃、应变速率为2~60 s-1条件下对AZ31B镁合金厚板进行热压缩变形试验,压缩变形量为60%。结合变形后的微观组织以及热压缩真应力-真应变曲线,分析应变速率和变形温度等工艺参数对其微观组织演变的影响。结果表明:当变形温度高于320℃时,AZ31B镁合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特性。当应变速率一定时,流变应力随温度升高而降低;当变形温度一定时,流变应力在高温低应变速率(低于15 s-1)下随应变速率增大而增大。变形后的微观组织显示,压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,动态再结晶体积分数随应变速率的增加而增大。另外,变形组织的均匀性受变形温度的影响十分显著。在热压缩实验的基础上,在温度为300~330℃时对板材进行单道次大压下量的热轧,获得的板材具有均匀细小的晶粒及优异的力学性能。     

中高碳钢淬火组织温变形行为的研究

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对45、T8和T12钢淬火马氏体(M)组织进行单轴温压缩实验,变形温度为550~700℃,应变速率为1.0~0.001 s-1,测定3种钢M组织的应力-应变曲线,对比研究碳含量、变形温度和应变速率对其流变行为的影响。测试结果表明,同一应变速率随着变形温度的升高以及同一变形温度随着应变速率的降低,其M组织的流变应力都随之降低;由于材料的自扩散激活能随着碳含量的增加而减小,碳含量越高其回复再结晶速度越快,流变应力越低,使得中碳钢M组织的流变应力高于高碳钢,其中流变应力高低排列为:45钢T8钢T12钢。     

13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。     

新型低碳含铌热轧H型钢的热变形行为

利用热压缩试验、显微组织分析等手段,研究了一种新型低碳含铌热轧H型钢在1000~1200 ℃变形温度和0.1~5 s^-1应变速率下的热变形行为。分析了变形参数对试验钢微观组织的影响,建立了耦合应变量因素的改进型本构方程,并采用临界比的临界应变模型对发生动态再结晶的临界应变值进行了预测。结果表明:较低应变速率和变形温度下,试验钢的原始奥氏体组织更均匀且平均晶粒尺寸更小;应变速率的升高不利于动态再结晶的发生。发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的关系为ε_c/ε_p=0.47。与耦合应变量因素有关的本构方程和临界应变预测模型能较准确地预测各变形温度下低碳含铌热轧H型钢的流变应力和动态再结晶临界应变值。     

粉末冶金高速钢的热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟机上对粉末冶金高速钢进行了变形温度为1000~1150℃、应变速率为0.001~1.0 s-1;最大变形量为60%的等温热模拟压缩变形实验,并对不同变形温度和变形速率下变形试样进行了微观组织变化的观察。结果表明:流变应力和微观组织受变形温度和应变速率的影响显著,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,且流变应力在经历加工硬化阶段后均表现出加工软化,最后出现稳态流动特征。随着应变速率的减小,局部塑性流动减弱,回复与动态再结晶进行较充分,碳化物分布趋于均匀;随着变形温度的升高,扩散和动态再结晶更容易,发生连续的再结晶,晶粒容易长大粗化。综合考虑材料的微观组织和热加工图,最佳的热加工变形温度为1050~1100℃和应变速率为0.1~0.01 s-1。     

基于热加工图的20MND5钢的高温热变形行为

在Gleeble-3800热模拟试验机上通过高温等温压缩试验研究了20MND5钢在应变速率为0.001~10 s~(~(-1))、变形温度为950~1150℃的热变形行为及组织转变,研究了变形工艺对20MND5钢的热变形流动应力的影响规律,建立了其热变形本构方程。结果表明:在应变速率为0.001~0.1 s~(-1)时,20MND5钢的高温流变应力主要以动态再结晶软化机制为特征。在应变速率为1.0~10 s~(-1)时,真应力随应变量的增大而增大,但当应变速率为1.0 s~(~(-1)),变形温度达到1150℃时,发生明显的动态再结晶。综合考虑应变速率和变形温度对材料组织性能的影响,建立了基于本构方程的20MND5钢的热加工图,并确定了该钢的热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数。分析讨论了不同区域的20MND5钢的高温变形特征,确定了20MND5钢在低温、中温及高温变形时,宜控制的应变速率及其应变量。     

纯钛的热变形行为及显微组织演变

用Gleeble-3500热模拟试验机对退火态纯钛试样,在变形温度298~723 K、应变速率10~(-4)~10~1s~(-1)下进行热压缩试验,研究变形温度和应变速率对其热变形行为及组织演变的影响。结果表明:纯钛的压缩行为与变形温度和应变速率存在相关性;当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而减小;当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大。显微组织观察结果显示:在低温或高应变速率下变形时,形变组织主要为大尺寸等轴晶和孪晶,随着温度的升高或应变速率的降低,再结晶晶粒逐渐增多,孪晶数量减少,直至消失。     

电铸Ni-W合金热压缩变形的流变行为

采用Gleeble-1500型热模拟机对电铸Ni-W合金在变形温度为400~600℃、应变速率为0.001~0.1 s-1条件下的热压缩变形进行研究,分析合金变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,研究变形温度对合金显微组织的影响,并得到本构方程。结果表明:应变速率和变形温度对该材料的流变应力有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大。当变形温度高于550℃时,合金流变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,合金显微组织为完全的动态再结晶组织,该合金的热变形激活能为411.55 kJ/mol。     

Nb-V-Ti低碳合金钢的流变失稳问题及图像辅助分析

研究了Nb-V-Ti低碳微合金钢的流变行为,并基于动态模型建立了该钢的加工图。结果表明,热变形流变应力对变形温度以及应变速率很敏感,温度越高、应变速率越低时流变应力越低,越容易发生动态再结晶。当温度在1008~1 150℃范围、应变速率在0.13~3.16区域时,可以获得等轴的完全动态再结晶组织。     

AZ91镁合金的热变形特征及组织演变

采用Gleeble-1500热模拟机对AZ91镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下流变应力及组织演变规律。结果表明:合金的热变形过程均表现出明显的动态再结晶特征,其流变应力及组织均受变形温度和应变速率的因素影响显著;流变应力随变形温度的升高、应变速率的减小而降低,而再结晶晶粒尺寸则随之增大,且再结晶程度进行越为充分,其再结晶晶粒大小基本随Z参数自然对数值的增大而呈指数递减规律。     

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。     

均匀化退火对Al-1Mn-1Mg合金高温压缩流变应力的影响

采用热模拟试验机研究了均匀化退火对经高效铝熔体综合处理的Al-lMn-lMg合金高温变形等温压缩流变应力的影响(变形温度573～773K、应变速率0.01～10.0s-1).结果表明:该合金在均匀化退火前后均易发生动态软化并最终进入稳态流变阶段,属负温度敏感性和正应变速率敏感性材料;在T=673K、ε≥10.0s-1的热变形条件下,均发生了不连续动态再结晶;均匀化退火降低了铸态合金的流变应力,高温低速大应变量的热变形减弱了均匀化退火对热变形流变应力的影响,流变应力水平趋于一致;在变形温度范围内,均匀化退火可促进该合金发生动态软化,增强热变形能力,但随着均匀化温度的提高,动态软化趋势减弱,经723K×12h均匀化退火后,Al-1Mn-1Mg合金具有较低的热变形激活能(197.28 kJ·mol-1),易进行热变形.     

Cu-Cr-Zr合金高温热变形行为研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-Cr-Zr合金在变形温度为600~800℃、应变速率为0.01~5 s~(-1)和总压缩应变量约50%条件下的热变形行为进行了研究。利用光学显微镜观察Cu-Cr-Zr合金在不同变形温度、不同应变速率下的显微组织,分析其组织演变规律。结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小;Cu-Cr-Zr合金在热变形过程中发生了动态再结晶,且流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;在应变温度为800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程。     

Cu-Cr-Zr合金热变形行为及动态再结晶

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850℃的高温变形过程中的流变应力行为进行了研究。利用光学显微镜分析了合金在热变形过程中的组织演变及动态再结晶机制。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。升高变形温度以及降低应变速率,均有利于Cu-Cr-Zr合金的动态再结晶发生。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为392.5 kJ/mol,同时利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程。