原位合成TiC_p/AZ91D镁基复合材料的高温流变行为

采用原位合成法制备了TiCp/AZ91D镁基复合材料,研究了其高温流变行为。结果表明,铸态TiCp/AZ91D镁基复合材料在高温压缩变形过程中存在稳态流变特征,流变应力随着温度的升高和应变速率的降低而降低。在较低温度范围内,TiC颗粒强化效果明显。随着温度的升高,增强相对基体AZ91D镁合金的增强效果逐渐消失。     

Al18B4O33w/AZ91D复合材料高温变形力学本构方程研究

利用Gleeble-1500D对硼酸铝晶须增强镁合金AZ91D复合材料（Al18B4O33w／AZ91D）在温度为300℃－400℃、应变速率为0.001s^-1—0.1s^-1、最大应变量为0.5的条件下进行高温压缩实验研究,根据真应力-应变曲线,计算出复合材料的Arrhenius型双皓正弦本构方程及应变速率敏感指数m、变形激活能Q。研究表明,晶须的偏转与折断使复合材料应变软化较合金明显,进入稳态变形后流变应力持续下降;峰值应力与变形温度、应变速率之间的关系在低应力区、高应力区分别符合指数关系、幂指数关系,而在全应力区符合双曲正弦关系;晶须的加入使复合材料的m、Q值均高于基体镁合金。     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

AZ91D镁合金高温压缩变形行为

针对AZ91D镁合金,采用Gleeble1500D热模拟实验机对原始铸态试样在不同温度和应变速率下的高温压缩变形行为进行了实验研究.结果表明,AZ91D镁合金在压缩温度为200℃时,随着应变速率增大,应力升高加快;压缩温度为300～400 ℃、应变速率为0.001～1 s-1时,材料呈现出稳态流变的特性;当应变速率提高到5 s-1时,未出现稳态流变现象.建立了AZ91D镁合金低、高温压缩的变形力学模型,其结果可为镁合金的塑性成形工艺的制订提供理论依据.     

Mg-AI-Zn-Nd稀土镁合金成形性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对AZ31B-0．8Nd稀土镁合金在应变速率为0．01～1s^-1，温度为300～450℃，最大变形量约为70％的条件下，进行了恒应变速率高温压缩模拟实验，研究了实验合金在高温变形时的流变应力与应变速率及变形温度之间的关系和组织变化。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增加．随应变温度的升高而减小；在应变速率和变形温度相同时，挤压态试样的流变应力明显低于铸态试样的流变应力。压缩变形量对应力应变关系的影响很小。探明了镁合金变形软化的主要机制是动态再结晶。根据实验分析，合金的热加工宜在400～450℃温度范围内进行，并且挤压态较铸态更易热挤压成型，更有助于晶粒细化。     

AZ91镁合金高温变形本构关系

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条件下流变应力的变化规律.结果表明,变形温度和应变速率均对流变应力有显著的影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,当变形温度≥400℃、应变速率≤0.001 s-1时,流变应力随变形量的增加达峰值后呈稳态流变特征.并采用双曲正弦模型确定了该合金的变形激活能Q和应力指数n随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构关系.经实验验证,所建立的本构关系能较好地反映AZ91镁合金实际热变形行为特征.     

TiC含量为30%的TiC/Cu-Al_2O_3复合材料的热压缩行为

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机,在温度为450~850℃、应变速率为0.001~1.000s-1、真应变量为0.7的条件下,对TiC含量为30%的TiC/Cu-Al2O3复合材料进行了热压缩试验,研究了其流变应力及本构方程。结果表明,材料的流变应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,属于温度和应变速率敏感材料;在真应力-应变曲线基础上,建立的TiC/Cu-Al2O3复合材料高温本构模型可较好地表征其高温流变特征。     

AZ91镁合金热挤压变形的力学模型研究

在应变速率为0.01～50s-1时、温度为300～450℃条件下,在热压机上对AZ91镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究,并通过金相显微镜观察合金热变形过程中的组织变化情况.研究发现,应力、应变曲线随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高.为了消除热电偶测温的滞后性对试样温升的影响,对实测流变应力值进行了修正.在相同应变速率、相同应变下,修正的应力要高于未修正的应力.     

AZ41M镁合金热变形行为及本构方程

在变形温度300~450℃,应变速率0.005~1 s-1条件下,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对AZ41M镁合金进行热压缩实验;结合微观组织,分析了变形温度、应变速率等对流变应力的影响;基于双曲正弦关系建立了流变应力本构方程,并对本构方程进行验证。结果表明,该镁合金为温度及应变速率敏感型材料,且其流变曲线具有明显的动态再结晶特征;压缩过程中AZ41M镁合金峰值应力随变形温度升高而减小,随应变速率升高而增大;实验条件下,由所建立的本构方程计算出的峰值应力与实验值基本吻合,绝对值最大平均相对误差仅为2.666%。     

C_(sf)/AZ91D复合材料高温变形动态再结晶临界条件

采用真空压力浸渗法制备了短切碳纤维体积分数为15%的AZ91D镁基复合材料(C_sf/AZ91D),通过等温恒应变率压缩试验,研究了复合材料在变形温度为400~460℃、应变速率为0.001~0.1s~(-1)、最大真应变为0.7条件下的流变应力和动态再结晶行为。结果表明,复合材料流变应力曲线呈现显著的动态再结晶软化特征,动态再结晶临界应变随变形温度升高或应变速率降低而减小,其与Z参数之间的函数关系为εc=1.6×10~(-3) Z~(0.037 2);动态再结晶临界应变和峰值应变之间的关系为ε_c=0.385 2ε_p;同等变形条件下,复合材料动态再结晶的临界应变远小于AZ91D镁合金,短切碳纤维促进了基体镁合金动态再结晶发生,同时细化了其再结晶晶粒。     

Hot Deformation Behaviors in Ti-6Al-4V/(TiB + TiC) Composites

Thermal compression testing was investigated using the Gleeble 3800 thermal simulator,and thermal deformation behavior of particle-reinforced titanium matrix composites (TMCs) was studied under deformation temperatures of 750-900 ℃,strain rates of 0.001-1 s-1,and experimental deformation of 60％.According to obtained flow stress curves,the hot deformation characteristics were analyzed.Based on the Arrhenius hyperbolic sinusoidal model,the constitutive equation at high tempera-ture was established.Based on the theory of dynamic material models,a hot processing map of TMCs at high temperature was established,and the peak region of power dissipation rate and the instability region in the hot processing map were both determined.At the same time,the corresponding microstructures in the peak power dissipation rate and rheological instability regions were observed.The results showed that flow stress decreased with increasing deformation temperature and increased with increasing strain rate.The thermal deformation activation energy of titanium matrix composites was 301.8 kJ/mol.The Ti-6Al-4V/(TiB + TiC) composites possessed only one instability zone under high-temperature compression at a strain of 0.5,with corresponding temperatures at 750-840 ℃ and strain rates at 0.1-1 s-1.The optimal thermal deformation parameters included corresponding temperatures of 830-880 ℃ and strain rates of 0.001-0.05 s-1.The microstructures corresponding to optimal hot working parameters in processing maps were more homogeneous than the microstructures in the instability zone,including the distribution uniformity of reinforcement and the degree of dynamic recrystallization,and no instability phenomena including abnormal grain growth,microcracks or intensive fracture of reinforcements were found,indicating that the hot processing map had a positive guiding effect on the option of desirable material thermal-working parameters.     

氮强化高锰奥氏体钢热变形行为研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1253～1423K,应变速率为0.1～10s-1的条件下对32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢进行了热压缩变形试验,测定了其真应力-应变曲线,观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.真应变为0.6时,在1423K、应变速率在0.1～10s-1之间的试样均已发生完全动态再结晶;在1373K以下变形时,应变速率在0.1～10s-1之间,试样发生部分动态再结晶.动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的升高而减小.32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢的热变形激活能Q值为469.03kJ/mol,并获得热变形方程.     

原位TiC颗粒增强Fe—Cr—Ni基复合材料的高温蠕变行为

在973－1123K和40－160MPa条件下研究了含5％,10％,16％（体积分数,下同）原位TiC颗粒增强的Fe-26Cr-14Ni基复合材料的高温蠕变性能,原位TiC颗粒明显改善了Fe-26Cr-14Ni基复合材料的高温蠕变性,含5％和10％TiC复合材料的抗蠕变能力比基础合金增强,随着TiC颗粒体积分数的增高,复合材料的蠕变速率降而蠕变激活能和临界应力提高,TEM显微组织观察表明,复合材料的蠕变主要是以局部位错攀移机制进行的,因此,所有蠕变速率可以由应力指数为5的指数方程经归一化处理得到。     

Mg-5Y-0.5Ce-0.5Zr合金的热压缩行为

在变形温度为300～450 oC、应变速率为0.01～1 s-1的条件下进行热压缩试验，对Mg-5Y-0.5Ce-0.5Zr镁合金的热变形行为进行了研究。结果表明，在热压缩变形过程中，该合金的流变应力随着变形温度和应变速率的变化而变化。在同一应变速率下，流变应力随着变形温度的增高而降低；在同一变形温度下，流变应力随着应变速率的减小而减小。该合金热压缩流变应力的本构方程可采用双曲正弦形式构建，热变形激活能Q为253 kJ/mol。     

Fe-32Ni合金高温变形与再结晶行为

在温度１１７３～１３２３Ｋ、形变速率２×１０－５～２×１０－１ｓ－１的试验条件下,研究了Ｆｅ３２Ｎｉ合金的高温压缩变形与再结晶行为。结果表明,高温变形时应力应变曲线上峰值应力σｐ与温度Ｔ和形变速率ε之间符合下式关系：Ｚ＝ε·ｅｘｐ（Ｑ／ＲＴ）＝Ａ（ｓｉｎｈ（ασｐ））ｍ。其高温变形的表观激活能Ｑ约为３７８ｋＪ／ｍｏｌ,与该合金中Ｆｅ的自扩散激活能Ｑｓｄ相当,高温变形由空位扩散所控制     

Influence of thermo hydrogen treatment on hot deformation behavior of Ti600 alloy

Hot compressive deformation of Ti600 alloy after thermo hydrogen treatment (THT) was carried out within hydrogen content range of 0-0.5%, temperature range of 760-920 ℃ and strain rate range of 0.01-10 s-1. The flow stress of Ti600 alloy after THT was obtained under hot deformation condition, and the influence of hydrogen on work-hardening rate (S*), strain energy density (U*), and deformation activation energy (Q) was analysed. The results show that the flow stress of Ti600 alloy decreases remarkably with the increase of hydrogen when the hydrogen content is less than 0.3%. Both S* and U* decrease with the increase of hydrogen when the hydrogen content is less than 0.3%, and when the hydrogen content is more than 0.3%, S* and U* increase with hydrogen addition. The value of Q decreases with the increase of strain at the same hydrogen content. The addition of small quantity of hydrogen leads to an increase of Q at small strain values, and when the strain reaches 0.6, the value of Q decreases gradually with the increase of hydrogen. When the hydrogen content is within the range of 0.1%-0.3%, the flow stress of Ti600 alloy is decreased when being deformed at the temperature range of 760-920 ℃.     

Influence of Processing Parameters on the Deformation Behavior of Ti14 Alloy Containing a Small Volume of Liquid

采用热模拟系统研究了半固态变形温度,应变速率和变形量对Ti14合金压缩行为和组织演变的影响。结果表明:温度和应变对Ti14合金半固态峰值应力影响较大,峰值应力随着温度的增加和应变速率的减小而降低。分析认为:半固态变形中,应变速率的变化会影响产生压缩变形所需的响应时间,而液相的含量受控于变形温度,随着变形温度的升高,组织中出现了网状晶界结构,使得变形机制由固相粒子的塑性变形转变为固液混合流动。此外,变形量对合金半固态变形的应力-应变影响较小,可以认为是液相的润滑作用和协调变形机制缓解了晶粒间的压缩应力和摩擦力,使得应力-应变变化不明显。     

电子封装用SiC_p/铝基复合材料的触变性能

采用Gleeble-1500热模拟机,研究了半固态SiCp/铝基复合材料在不同触变温度和变形速率下的触变性能和组织特征。结果表明,随着应变的增加,复合材料应力首先快速增加,然后快速减小,最后又有缓慢增加的趋势。此外,随着变形温度降低或变形速率升高,复合材料的半固态压缩变形应力均增加。经过压缩变形后,自由变形区比大变形区分布有更多的SiCp,含量达到55%(体积分数)左右,且平均尺寸小于20μm。细SiCp在压缩变形后主要集中于自由变形区,这表明通过半固态触变成形产生的液固相分离可产生高SiCp区域,从而符合电子封装材料的要求。     

120°模具室温ECAP制备工业纯钛的压缩变形本构关系

在Gleeble-1500热模拟机上对120°模具室温Bc方式ECAP变形8道次制备的平均晶粒尺寸约为200 nm的工业纯钛进行等温变速压缩实验,研究超细晶工业纯钛在变形温度为298~673 K和应变速率为1×10-4~1×100s-1条件下的流变应力行为。结果表明:变形温度和应变速率均对流变应力具有显著影响,峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;流变应力在变形初期随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳,呈现稳态流变特征。采用双曲正弦模型确定了超细晶工业纯钛的变形激活能Q=104.46 kJ/mol和应力指数n=23,建立了相应的变形本构关系。     

SiC颗粒对SiC_p/2024复合材料半固态下压缩行为的影响

研究了部分重熔SiCp/2024复合材料的微观组织特征和压缩行为,SiC颗粒体积分数分别为10％和20％。复合材料采用粉末冶金法制备,并经高温挤压得到复合材料棒,挤压比为16:1。挤压态复合材料加热到半固态温区在应变速率为0.012 s-1～0.060 s-1范围内进行单轴压缩试验,研究了SiC颗粒体积分数、加热温度和应变速率对复合材料半固态压缩行为的影响规律。流变学分析表明,部分重熔复合材料类似非牛顿流体,可用Norton-Hoff定律来描述,σ=Kεm值在0.25～0.45范围内。