SP700钛合金热压缩失稳变形数值模拟研究

利用SP700钛合金在Gleeble-3800型热模拟试验机下进行等温恒应变速率压缩得到的实验数据,构建出基于Prasad失稳准则的失稳图,得到在变形温度为700 ~ 950 ℃、应变速率为0.001 ~ 1 s_^-1时SP700钛合金的热压缩失稳变形的边界条件,并以此为基础结合Deform-3D有限元软件对SP700钛合金在热压缩过程中失稳变形区域的分布及变化情况进行有限元数值模拟研究。结果表明：热压缩实验得到的SP700钛合金微观组织与有限元数值模拟结果的吻合度较高,即通过Deform-3D有限元软件可以有效模拟预测出SP700钛合金热压缩过程的失稳变形区域的分布及变化情况。     

SP700钛合金热变形行为及物理本构关系研究

采用Gleeble-3800型热模拟试验机在变形温度为700～850℃、应变速率为0.001～1 s^-1条件下对SP700钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,分析SP700钛合金的热变形行为。首次探讨了该合金考虑变形温度对杨氏模量和自扩散系数影响的传统物理本构关系以及考虑晶界扩散和晶格扩散耦合的修正物理本构关系。结果表明,SP700钛合金的流动应力曲线为典型的动态再结晶型曲线,其流动应力随应变速率的降低和变形温度的升高而减小;传统物理本构关系和修正的物理本构关系相关系数R分别为0.986和0.965,平均相对误差AARE分别为14.4%和13.1%,说明建立的两个物理本构关系都能较好地表征该合金的流动应力行为。另外,确定了该合金在700～800℃热变形时主要扩散机制是晶界扩散,在850℃热变形时主要是晶格扩散。     

电磁搅拌频率对 Cu-2Ag-0.04La 合金组织及性能的影响

采用真空连铸和电磁搅拌制备了直径15 mm的Cu-2%Ag-0.04%La合金棒坯,通过光学显微镜和力学拉伸试验研究了电磁搅拌频率对合金凝固组织、力学性能的影响。研究表明,随着搅拌频率的增加,枝晶尺寸逐渐增大。Cu-2%Ag-0.04%La合金的硬度和抗拉强度随着搅拌频率的增加而降低,与频率为10 Hz的合金相比,抗拉强度降低8.5%,硬度降低7.4%。性能变化主要与横截面方向枝晶的数量和形貌有关。     

基于响应面法的TA5钛合金工艺参数优化

在变形温度为850~1050℃、应变速率为0.001~10s_^-1和最大高度下压量为60%的条件下 ,采用Gleeble-3800热模拟试验机对TA5钛合金进行等温恒应变速率压缩实验。基于实验数据,分析TA5钛合金的流变应力曲线,计算出不同工艺参数下的材料参数(变形激活能、Z参数以及功率耗散系数),建立了基于响应面法的工艺参数和材料参数的预测模型,最后对响应面模型进行多目标可视化优化,得到优化后的工艺参数。结果表明：TA5钛合金的流变应力具有负温度相关性和正应变速率敏感性。基于响应面法所建立的预测模型具有较高精度,且优化后的加工参数范围为(850~990℃/0.004~0.15s_^-1)。经组织验证,该区域主要的变形机制为动态回复和动态再结晶。     

NiTi形状记忆合金的应变补偿物理本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对NiTi形状记忆合金进行了等温恒应变速率压缩试验,研究其在变形温度为700～900℃、应变速率为0.001～10 s-1和最大高度下压量为70％下的高温热变形行为;建立了引入物理参量的应变补偿本构模型.结果 表明:合金的流变应力具有负温度相关性和正应变速率敏感性,在应变速率为0...     

SP700钛合金高温流动行为及本构关系

在700～950℃的变形温度、0.001～1s-1的应变速率条件下,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对SP700钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究其高温流动行为,并构建了基于应变补偿的Zener-Hollomon参数本构关系模型和多元线性回归本构关系模型.结果表明:SP700钛合金的流动应力曲线会随变形温度的升高和应变速率的降低而下移,且在高温及低应变速率下,流动应力会呈现出明显的稳态流动特征.对两种本构关系模型进行误差计算表明,基于应变补偿的Zener-Hollomon参数本构关系模型在700～950 ℃预测值相关系数和平均相对误差分别为0.978和14.29％;而另一种多元线性回归本构关系模型在700～800 ℃和800～950℃预测值相关系数和平均相对误差分别为0.994、5.54％和0.999、2.51％.     

TA5钛合金的应变补偿物理本构模型和加工图

使用Gleeble-3800热模拟试验机对TA5钛合金进行等温恒应变速率压缩,研究其在变形温度为850~1050℃、应变速率为0.001~10 s^-1和最大变形量为60%条件下的高温热变形行为;建立了引入物理参量的应变补偿本构模型,并根据DMM模型得到了加工图。结果表明：TA5钛合金为正应变速率敏感性和负变形温度相关性材料;考虑物理参量的应变补偿本构模型具有较高的预测精度,其相关系数R为0.99,平均相对误差AARE为8.95%。分析加工图和观察微观组织,发现失稳区域(850~990℃,0.05~10 s^-1)的主要变形机制为局部流动;稳定区域(870~990℃,0.005~0.05 s^-1)的主要变形机制为动态回复和动态再结晶。TA5钛合金的最佳热加工工艺参数范围为870~990℃和0.005~0.05 s^-1。