应变速率对AZ61镁合金动态再结晶行为的影响

采用光学显微镜、SEM/EBSD和组织定量分析技术研究AZ61镁合金在623 K、3×10-5~3×10-1 s-1下单向压缩时变形和动态再结晶行为。结果表明:AZ61镁合金的流变应力和动态再结晶行为强烈地受到应变速率的影响;随着应变速率的提高,稳态流变应力对应变速率的敏感性逐渐减弱,而峰值应力对应变速率的敏感性却呈先减弱后又显著增强的趋势。提高应变速率可加快动态再结晶进程,但高速变形初期产生更多的粗大{1012}孪晶,不利于完全再结晶而导致稳态时的再结晶体积分数反而较低;在中低应变速率下动态再结晶以晶界弓出形核为主,而在高应变速率下则主要通过孪晶分割来进行;由应变速率引起变形机制的变化是导致不同动态再结晶行为的原因。     

热变形对超高强度不锈钢流变应力及动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型超高强度不锈钢在变形温度850~1150 ℃,应变速率0.01~10 s-1条件下的热压缩变形行为,建立了钢的热变形方程及动态再结晶晶粒的尺寸模型。结果表明,变形过程中,变形温度降低和应变速率增加都会使钢的高温流变应力增加。应变速率相同时,随着变形温度的升高,动态再结晶程度逐渐增加;而当变形温度相同时,随着应变速率的降低,动态再结晶晶粒发生长大。试验钢的变形激活能为452.02 kJ/mol,热变形方程为：=6.93309×1016[sinh(0.00467σ)] 7.2154exp(),动态再结晶临界应变εc与形变温度和应变速率的关系为：εc=8.89×10-3(exp())0.07328,动态再结晶晶粒尺寸模型为DDRX=947.28×Z-0.123。     

应变速率对3003铝合金热变形动态再结晶组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为400℃,应变速率为0.01～10.0 s-1的等温压缩实验,获得热变形过程中的真应力-真应变曲线。结果表明:应变速率ε≥1.0 s-1时,实际变形温度高于预设温度,产生变形热效应。合金发生动态再结晶的临界应变随着应变速率的升高而增加,在较高应变速率条件下(ε≥1.0 s-1),流变应力曲线出现锯齿形波动,合金发生了不连续动态再结晶。利用光学显微镜和透射电镜分析了应变速率对3003铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:应变速率越小,合金越容易发生动态再结晶,当应变速率为10.0 s-1时,由于变形热效应的作用,合金也发生了动态再结晶。低应变速率(ε≤0.1 s-1)条件下,提高应变速率可以明显细化晶粒,并且在相同应变下,动态再结晶体积分数随应变速率的增大而减小,综合考虑动态再结晶晶粒的大小和组织均匀性,较佳的应变速率为0.1 s-1。     

温度和应变速率对7050-H112铝合金流变应力和微观组织行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟机在变形温度300、350、400、450℃,应变速率0.01、0.1、1、10 s-1时,对7050-H112铝合金进行高温等温压缩试验,研究了热压缩变形时温度和应变速率对该合金流变行为的影响。结果表明:7050-H112铝合金对应变速率敏感,流变应力随应变速率的提高而升高;该合金高温压缩变形时的流变应力可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,其形变激活能为172 kJ/mol;微观组织演化过程表明该合金在应变速率0.01 s-1、加热温度450℃时发生了动态再结晶,最终得到了具有细长晶粒的合金组织。     

变形温度对形变强化相变完成时临界应变量的影响

利用“形变强化相变”机制研究了低碳钢过冷奥氏体在740℃和780℃,10s-1变形时的变形温度对相变完成时临界应变量εc的影响。结果表明,变形温度对εc和组织演变的影响很大。在740℃和780℃变形时,εc分别为0.96和1.39,变形温度降低明显促进了相变。变形温度对εc的影响在组织演变上主要表现为铁素体形核地点的不同。740℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到以形变带形核为主,形核速率极高;780℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到在铁素体/奥氏体相界面前沿高畸变区快速形核。     

应变速率和温度对Mg-1Y挤压板材拉伸变形行为的影响

在温度为25至300 ℃ 应变速率为0.001至0.1 s-1的范围内研究了 Mg-1Y (wt.%) 挤压板材的拉伸变形行为。在0.1 s-1的应变速率下,当温度从室温增加至300 ℃时抗拉强度从247.9 ± 5.8 MPa降低了49.3 %。本文研究的板材即使在室温下也表现出了明显的应变速率敏感性。室温下当应变速率从0.1 s-1降低至0.001 s-1,抗拉强度降低11.8 %。在室温和250 ℃温度范围内可以通过Garofalo双曲正弦本构方程来描述合金的流变行为。测得的应力指数n为27.8 ± 8.9,激活能Q为124.6 ± 6.1 kJ/mol,Q值意味着变形是位错攀移控制。在中间温度（ ~ 150 – 250 ℃）时板材表现出锯齿流变行为,这种现象在较低应变速率更明显。同时断裂延伸率随着温度升高而反常地降低。认为上述两种变形特征和Y原子和位错的强烈的相互作用有关系,这种作用即为动态应变时效（DSA）。应变速率敏感因子（m）随温度增加而增加。在300 ℃下m从0.068增加至0.11,说明Y元素的添加可以激活更多滑移系。变性后显微组织的观察表明孪晶被温度抑制,同时与增加的m相一致。300 ℃下观察到有动态再结晶（DRX）的出现,应变速率越低DRX越明显。     

应变速率对DP780钢动态拉伸变形行为的影响

利用电液伺服高速试验机对DP780钢进行不同应变速率下的拉伸变形,结合SEM和TEM等手段,研究了应变速率对DP780钢拉伸性能及变形行为的影响规律及机制.结果表明,在较低应变速率(<10⁰ s^-1)条件下,随应变速率增加,DP780钢的强度、塑性等力学性能均未见显著变化.当应变速率超过10¹ s^-1后,DP780钢的强度和应变硬化指数n明显提高;塑性在3×10¹-5×10² s^-1范围内出现大幅度增加的现象.高应变速率的变形过程中,铁素体基体中位错运动速度加快,导致"近程阻力"增大,使DP780钢的变形抗力随应变速率的增加而增大.在应变速率达到3×10¹ s^-1之后,铁素体中可动位错数量的大幅度提高,是DP780钢均匀伸长率和断后伸长率在3×10¹-5×10² s^-1范围内得以明显增加的主要原因.DP780钢中的铁素体/马氏体界面是塑性变形过程中位错塞积、微裂纹形核及扩展的主要位置,而随应变速率的增加,铁素体基体中的形变强化程度增大,可降低铁素体基体与铁素体/马氏体界面之间塑性应变能差异,延缓铁素体/马氏体界面处微裂纹的形成和扩展,一定程度上提高了DP780钢非均匀塑性变形能力.     

应变速率和变形温度对纯铜应变硬化和软化行为的影响（英文）

通过热压缩实验研究变形温度和应变速率对纯铜热变形行为的影响,确定了应变硬化率、动态再结晶临界应力、饱和应力、动态回复体积分数和动态再结晶体积分数的表达式。结合热加工图,得到纯铜的失稳区域主要位于400~450℃、0.001~0.05 s~(-1)和450~750℃、0.05~1 s~(-1)区间,稳态区域的变形机制主要为动态再结晶。对流变应力进行预测,预测结果与实验结果吻合较好。     

变形速率对Ti-IF钢和Ti+Ce-IF钢流变应力和显微组织的影响

过Gleeble-1500D型热模拟试验机,测定了Ti-IF钢和Ti+Ce-IF钢在变形温度为790、950 ℃,变形速率为0.1、1、5 和10 s-1时的应力-应变曲线;并使用金相显微镜对空冷后的变形组织进行观察。结果表明：Ce不改变变形速率对IF钢流变应力和显微组织的影响规律;Ti-IF钢和Ti+Ce-IF钢在790 ℃和950 ℃变形时,流变应力均随变形速率的增大而增大,Ti+Ce-IF钢的流变应力值比Ti+Ce-IF钢高;变形速率越高,晶粒变得越粗大;低温变形时,晶粒中伴有纤维状组织,呈现出轧制态晶粒特征;在790 ℃、0.1 s-1变形时,Ti-IF钢和Ti+Ce-IF钢均易于获得均匀的晶粒组织,有助于提高综合力学性能的稳定性。     

温度和应变速率对双辊铸轧、轧制和热处理态AZ31镁合金流动应力行为的影响(英文)

在单轴拉伸条件下研究温度和应变速率对双辊铸轧、轧制和热处理AZ31镁合金流动应力行为的影响。结果表明,在高温下,动态回复、连续动态再结晶、晶界滑移和附加滑移系的活化使合金的延展得到改善。在473~523 K和10-2~10-1 s-1条件下,合金的断裂伸长率几乎与应变速率无关,而与应变速率依赖于临界剪切应的非基面滑移有关。由于经上述工艺加工的AZ31镁合金具有较低的临界剪切应力,因此在573 K和10-3 s-1条件下出现了孪晶。     

考虑应变补缩的6063铝合金高温流变应力本构方程(英文)

为了建立精确模拟6063铝合金高温流变应力的本构方程,在温度为573~773 K和应变速率为0.5~50 s-1的条件下,采用Gleeble-1500热模拟机进行等温热压缩实验。结果表明:可以采用参数Z描述温度和应变速率对6063铝合金热变形行为的影响,建立的本构方程中的材料常数(α,n,Q和A)可以表示成应变的4次多项式函数。模拟结果表明:所建立的本构方程能精确预测6063铝合金高温流变应力,因此,本构方程适合用于模拟热变形过程,如挤压和锻造,并且可以在工程应用中正确设计变形参数。     

热变形工艺对含硫非调质钢流变应力及组织的影响

在变形温度950~1150 ℃和应变速率0.01~5 s^-1下,通过Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,研究了热变形工艺对含硫非调质钢F45MnVS流变应力及组织的影响。结果表明:随着应变速率的增大,热压缩过程中的峰值应力增加,随着温度的升高,峰值应力降低;动态再结晶平均晶粒尺寸随着应变速率、变形量的增加而减小,随着温度的提高而增大。     

2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热变形温度为950~1200 ℃、应变速率为 0.01~10 s^-1条件下2507超级双相不锈钢的热压缩变形行为,并借助光学显微镜观察了不同变形过程中的微观组织演化。基于试验数据分析,建立2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图。结果表明:流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在高应变速率下,流变曲线出现“类屈服平台”。试验钢的热变形激活能为414.57 kJ·mol^-1,应力指数为4.18,峰值应力本构方程为ε·=3.69×10¹⁵[sinh(0.0101σ)]^4.18exp-414.57RT,根据微观组织分析及热加工图确定出试验钢的最佳热加工区域为热压缩温度1060~1120 ℃,应变速率0.01~0.1 s^-1。     

30Mn27Al4V无磁钢的热变形规律

采用MMS-300热/力模拟实验机,研究30Mn27Al4V无磁钢在变形温度900℃～1150℃、应变速率0.1s-1～10s-1条件下的热变形规律。结果表明,在热变形过程中,当变形温度为1000℃～1150℃、应变速率为0.1s-1～10s-1条件下,实验用钢均发生明显的动态再结晶。确定变形激活能为503.7kJ/mol以及Z参数,得到了30Mn27Al4V无磁钢的高温流变应力本构方程。根据实验数据回归,建立了该钢的高温塑性变形抗力数学模型。     

车轴用LZ50钢的热变形行为及高温塑性本构方程

借助Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度1050~1200 ℃,应变速率0.01~1 s^-1,变形量在50%的条件下对LZ50高速铁路车轴钢试样进行热变形压缩试验。通过试验测得该材料不同工艺参数下的真应力-应变曲线,采用Arrhenius双曲正弦函数推导LZ50钢的高温塑性本构方程,并分析了不同热加工条件下LZ50钢的动态再结晶行为。结果表明,LZ50钢对温度和应变速率的变化较为敏感,温度越高,应变速率越低,所对应流动应力值越小。LZ50钢的变形激活能为217 920.626 J/mol。变形温度越高,应变速率越低,再结晶现象越容易发生。     

应变和应变速率对Fe-24Mn-0.5C TWIP钢亚结构的影响

采用图象分析软件分析研究了Fe-24Mn-0.5C TWIP钢在拉伸过程中孪晶数量随真应变的变化规律。结果表明:试验钢在拉伸过程中随着真应变的增加,孪晶数量明显增加,到真应变为3.7×10-1时,几乎整个奥氏体晶粒内都充斥着形变孪晶。另外研究表明,孪晶产生的门槛应变值εc与应变速率.ε有关,应变速率越小,孪晶产生门槛值εc越小。     

Al-Mg-Si 合金的高温流变过程动态再结晶研究

采用热力模拟试验机对Al-0.83Mg-0.59Si铝合金进行热压缩实验,研究了变形温度300～500 ℃、变形速率0.001～10 s-1下材料的动态再结晶行为。实验得到Al 0.83Mg 0.59Si合金在300～500 ℃变形时,软化机制以动态再结晶为主;流变应力会随着变形温度的降低和变形速率的升高而升高,较低变形速率下,动态再结晶行为更充分,应力软化现象更明显。统计实验所得流变应力曲线数据,建立了热变形本构方程,确定了合金热变形激活能Q为480.243 kJ/mol 。基于加工硬化率曲线,建立了其动态再结晶临界应变模型。结果表明,Al-0.83Mg-0.59Si铝合金的流变应力随温度的升高和变形速率的降低而降低,动态再结晶是其主要的软化机制。临界应力与峰值应力存在线性关系：σc=0.85σp-5.061 58。引入Zener Hollomon参数来描述变形条件对临界条件的影响,得到临界应变与Z参数的关系为：εc=0.000 134Z0.051 64。     

S390粉末高速钢高温变形流动应力行为与预测

在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.002～1 s^-1和变形程度为50%的条件下,采用Gleeble-1500D热模拟机进行S390粉末高速钢等温压缩实验,研究其热变形行为。S390粉末高速钢的流动应力随着变形温度的降低和应变速率的升高而显著增大,可通过Zener-Hollomon参数综合反映。通过实验测定的数据,建立了基于双曲正弦Arrhenius方程的综合性本构模型。考虑变形程度对S390粉末高速钢变形行为的影响,材料常数如α、n、ln A、Q等均为应变的函数。所建立本构方程的流动应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差为5.055%,表明该本构方程用于分析S390粉末高速钢的热变形行为是可靠的。