M35高速钢热塑性行为研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行热拉伸试验,研究了变形温度在950～1150 ℃范围内,变形速率为0.1 s-1、1 s-1时M35高速钢热塑性行为及断裂机理。结果表明：M35高速钢在试验条件下具有优异的高温塑性,峰值应力随变形温度升高线性下降,随应变速率增加相应升高。热拉伸过程中断裂机制都为韧性断裂,变形温度低于1100 ℃时断口呈韧窝状,随着温度升高韧窝直径变大、深度增加;变形温度高于1100 ℃时断口呈沿晶断裂。高温拉伸过程中,碳化物的大小、分布对M35高速钢的热塑性存在明显影响。     

23CrNi3Mo钢热塑性行为及断裂机理

利用Gleeble-1500热模拟机进行热拉伸实验,研究了变形温度800~1200℃和应变速率0.002~20 s-1范围内23CrNi3Mo钢热塑性行为及断裂机理。结果表明:23CrNi3Mo钢具有优异的高温塑性。不同的变形温度下,峰值应力随温度线性降低,而随应变速率的增加峰值应力升高。应变速率2 s-1时,热拉伸过程中,高温断裂机制为韧性断裂,断口呈韧窝形貌。随着温度的升高,韧窝直径变小而深度增加。变形温度1050℃时,随应变速率的降低,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。应变速率高于0.2 s-1时,断口呈韧窝形貌;而应变速率低于0.2 s-1时,断口呈沿晶断裂形貌。高温拉伸断裂过程中,夹杂物的存在对裂纹的萌生与扩展有一定的影响作用。     

N08020耐蚀合金的热变形性能研究

为揭示温度对N08020耐蚀合金热变形性能的影响,采用Gleeble-3500热模拟试验机对其进行了热拉伸试验,并检测了拉伸后试样的断口形貌及轴向显微组织。结果表明:在900～1 200℃以1 s~(-1)的应变速率拉伸时,合金具有良好的热塑性,断面收缩率为68. 0%～98. 5%,且在1 175℃拉伸时最高;拉伸试样断口均有明显颈缩,且孔洞和韧窝随试验温度的提高而增多、增深,1 200℃拉伸后试样断口的孔洞和韧窝急剧减少,热塑性下降。此外,合金的动态再结晶体积分数随着温度的提高而增大,在1 000～1 200℃拉伸时合金发生了完全动态再结晶,但在1 200℃拉伸的试样断口局部熔融。当应变速率为1 s~(-1)时,N08020耐蚀合金最佳的热变形温度为1 000～1 175℃。     

42CrMo4钢高温拉伸断裂准则与机理的研究

由于变形温度和应变速率是影响42CrMo4钢高温变形损伤断裂行为的重要因素,因此综合考虑了变形温度和应变速率对材料断裂的影响。基于Cockroft-Latham断裂准则,引入温度补偿应变速率因子Zener-Hollomon参数作为修正系数对Cockroft-Latham断裂准则进行改进。通过Gleeble-3800D热模拟试验机对42CrMo4钢进行了温度为950～1100℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的高温拉伸试验。利用试验结果采用线性拟合确定修正系数,得到改进后的断裂准则,将准则预测结果与试验结构对比验证,二则能很好吻合。利用扫描电镜观察试样拉伸断裂断口的组织形貌。结果表明:42CrMo4钢高温拉伸断裂是典型韧窝型韧性断裂,随着温度的提升,材料塑韧性明显提高;随应变速率的提高,材料塑韧性随之不显著降低。     

700℃超超临界锅炉用Inconel 740H合金的热塑性

研究了不同温度对Inconel 740H合金热塑性的影响。结果表明:Inconel 740H合金在1050~1200℃范围内具有良好的热塑性,拉伸断口处均有明显颈缩现象,为塑性断裂,断面收缩率均在80%以上,且在1150℃左右达到最大值;随着温度的升高,合金断口韧窝增多,塑性越来越好,当温度超过1150℃后断口韧窝减少,塑性开始缓慢下降;随着变形温度的提高,合金的动态再结晶率增大,在1125~1200℃时,可发生完全动态再结晶,当温度超过1150℃后,细小的再结晶晶粒开始缓慢长大。对于Inconel 740H合金热挤压管,在应变速率为1 s~(-1)时,较合适的热变形温度范围为1125~1175℃。     

M35高速钢的热变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对M35高速钢进行了热压缩试验,研究了变形温度在950~1150℃、变形速率为0.01~10s~(-1)时M35高速钢的热变形行为,建立了热变形本构方程和热加工图。结果表明:M35高速钢热压缩过程中的变形行为可用双曲正弦函数来表征,其平均变形激活能为333.04kJ·mol~(-1)。通过热加工图直观地展现出了M35高速钢热变形失稳的区域,并且获得了实验条件下其热变形过程的最优工艺制度,即热加工温度为1 100℃,应变速率为0.01s~(-1)。     

退火态TC4钛合金型材高温拉伸行为研究

采用单向拉伸试验研究了热轧退火态TC4钛合金型材的高温变形行为,分析了变形温度和应变速率对TC4钛合金力学性能的影响。结果表明,当拉伸速率不变时(0.236～1mm/min),抗拉强度随温度的升高而降低;当变形温度分别在773、993和1 093K下保持恒定时,合金的抗拉强度受拉伸速率的影响较小,抗拉强度基本保持不变;当变形温度为1 093K时,合金的抗拉强度随拉伸速率的增加而增加;随着变形温度提高或者拉伸速率降低,断口中韧窝数量越来越多,且韧窝的形状逐渐趋于规则,试样的断裂方式由脆性断裂和韧性断裂的混合型断裂转变为韧窝聚合型延性断裂,最后转变为韧性断裂。     

LZ50车轴钢高温拉伸变形行为及塑性损伤形成机理

为探究LZ50车轴钢的高温拉伸变形行为及塑性损伤形成机理,设计了不同的拉伸试件,在900～1100℃/0.1～10.0 s^-1的变形条件下进行了一系列高温拉伸试验,获得了LZ50车轴钢高温拉伸真应力-真应变数据,观察了拉断试件的损伤形貌。结果表明,LZ50车轴钢高温拉伸的峰值应力表现出对应变速率和应力三轴度的正敏感性以及对温度的负敏感性。应变速率为0.1和1.0 s^-1时,断裂应变随温度的升高先增大后降低,应变速率为10.0 s^-1时,断裂应变随温度的增加持续增加。应力三轴度增加44%时,断裂应变均值从0.3353降至0.1522,降幅达54.59%。LZ50车轴钢高温拉伸塑性损伤表现为夹杂损伤和晶界损伤两种,考虑夹杂损伤的位置,塑性损伤又可分为晶内夹杂损伤、晶界夹杂损伤和混合损伤。高温拉伸断口分为韧窝型断口和脆性解理型断口,其中RB6-1000℃-0.1 s^-1试样为脆性解理断裂。轧制LZ50车轴钢最佳的工艺参数为：RB6-1000℃-1.0 s^-1,为避免损伤的影响,应降低...     

42CrMo高温塑性损伤机理及损伤模型

以42CrMo钢为研究对象,在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温拉伸实验,研究了变形温度为900℃、950℃、1 000℃、1050℃、1100℃、1150℃,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1条件下的高温变形行为,采用Gleeble Fracture Limit(GFL)方法得到相应的应力、应变参数,基于Normalized CockcroftLathamm损伤模型,计算得到不同变形温度和不同应变速率时的临界损伤值,考虑变形温度和变形速率对临界损伤值的影响引入了Zener-Hollomon参数,得到临界损伤值与lnZ值之间的高温损伤模型。采用扫描电镜对拉伸断口进行断口形貌观察,发现大量韧窝及夹杂物的存在,分析得到该断裂机制为韧性断裂。     

高温拉伸对2524铝合金显微组织与力学性能的影响

在应变速率为10~(-4)~10~(-1 )s~(-1)和温度为250~450℃范围内对2524铝合金板材进行单向热拉伸试验,研究了热变形参数对其显微组织及力学性能的影响。结果表明,当温度为400℃,应变速率为10~(-3 )s~(-1)时,2524铝合金开始表现出动态再结晶特征,升高温度以及降低应变速率,均有利于动态再结晶发生。在温度为250℃,应变速率为10~(-1 )s~(-1)时,抗拉强度最高为312 MPa,伸长率最低为13%。当温度恒定为250℃时,随应变速率的减小,抗拉强度降低42.9%,伸长率提高15.4%;当应变速率恒定为10~(-1 )s~(-1)时,随温度的升高,抗拉强度降低77.2%,伸长率提高285%,断口呈韧性断裂。     

TA10钛合金的高温拉伸断裂极限

为了研究TA10钛合金的高温拉伸断裂极限值,采用GFL(Gleeble Fracture Limit)方法在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温拉伸试验,以测得TA10钛合金不同温度下的真应力-应变曲线,基于Normalized CockcroftLatham损伤模型,通过公式运算得到不同变形条件下的断裂极限值,并对温度以及应变速率对该值的影响进行了分析。结果表明:TA10钛合金的断裂极限值的变化受到温度以及应变速率的影响较大,变形温度的不断升高能够引起断裂极限值的逐渐增大,在1 s~(-1)下,随着温度从800℃升高到1050℃,断裂极限值从0.638升高到1.132;应变速率升高使断裂极限值逐渐减小,在900℃下,随着应变速率从0.01 s~(-1)增加到5 s~(-1),断裂极限值从1.089降低到0.770。     

钒微合金化钢的热塑性探讨

利用 Gleeble-3800对钒微合金化钢的高温塑性进行了测定,并通过扫描电镜对不同温度下试验钢拉断后的断口形貌进行了观察分析。结果表明：随着温度降低,热塑性降低,断面收缩率降低,奥氏体化温度以上拉伸时,断口以深韧窝为主,部分韧窝底部分布着第二相粒子;但铁素体相变温度以下拉伸时,断口呈现沿晶断裂特征,断裂面上分布着浅而小的韧窝,降低了材料的热塑性;随着温度的升高,断面收缩率不断增加,试验钢在 850℃及其以上温度拉伸时的断面收缩率均大于 60%,在连铸坯生产时矫直温度不低于 850℃能够有效减少铸坯表面裂纹发生率,因此,在连铸坯生产时适宜的矫直温度应该不低于 850℃。     

应变速率及温度对GH3230镍基高温合金力学性能的影响（英文）

对航空发动机用新型镍基高温合金GH3230在不同温度和应变速率下进行了高温拉伸-断裂试验,分析了应变速率和温度对该合金高温力学性能的影响。结果表明,随着应变速率的增加和温度的下降,合金的塑性流动应力有所提高,加工硬化指数n下降。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得到应变速率敏感系数m是一个独立于温度的常量,并计算出GH3230合金的变形激活能Q=441kJ/mol。GH3230合金的热变形温度在1273 K左右时,合金在变形过程中能够充分再结晶,并得到晶粒细小、均匀的组织。SEM断口分析表明GH3230合金在高温下(1144~1273 K)应变率范围为10~(-3)~10~(-1)s~(-1)时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

超超临界转子用Inconel 617合金的热塑性

研究了不同温度对Inconel 617合金铸锭高温拉伸热塑性的影响。结果表明,Inconel 617合金在900℃以上有良好的热塑性,拉伸断口有明显的颈缩,断面收缩率均在90%以上。随拉伸温度的升高,颈缩越来越明显,断口韧窝变深,热塑性越来越好。拉伸时发生了局部动态再结晶,随温度升高,再结晶变得充分,高于1200℃拉伸时晶粒快速长大,且断口出现熔融现象。     

一种新型Ni-Co-Cr基合金的高温拉伸变形行为研究

在950~1100℃和0.001~0.01 s~(-1)初始应变速率范围内研究了一种新型难变形Ni-Co-Cr基合金的高温拉伸行为。结果表明:在所研究工艺范围内合金的伸长率可达102%~290%,1080℃以下变形时随温度升高、应变速率降低,伸长率逐渐增加,超过1080℃时伸长率开始显著降低;合金的应变速率敏感指数具有与伸长率相似的变化规律。在低于1000℃拉伸时,试样的断裂方式为穿晶韧性断裂;当超过1050~1080℃时,晶界和相界变形量显著增加,表现出超塑性变形特性,裂纹起源于空洞的聚合或长大。当超过1100℃时,合金组织稳定性差,晶粒发生长大,塑性变差。     

热交换器用Inconel 600合金的热塑性研究

研究不同温度对热交换器用Inconel 600合金高温热塑性的影响。结果表明:该合金在1 075~1 200℃具有良好的热塑性,拉伸断口处有明显的颈缩现象,为塑性断裂,断面收缩率均在90%以上,且在1 150℃左右达到最大值。随着温度的升高,颈缩越来越明显,断口韧窝越来越多,塑性越来越好,当温度为1 150℃时断口颈缩最大,韧窝数量最多且最深;温度达到1 175℃时韧窝开始明显减少,热塑性开始下降;温度达到1 200℃时拉伸断口较平滑,无韧窝,晶界发生氧化,局部出现晶粒脱落现象;在950~1 200℃,随着温度的升高,合金的再结晶晶粒逐渐增多,温度达到1 050℃时,晶粒基本为分布均匀的细小等轴晶,合金发生完全动态再结晶。     

基于三维热加工图的新型Ni-Cr-Fe-Nb合金热变形行为研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机进行了高温压缩试验,研究了新型Ni-Cr-Fe-Nb高温合金在变形温度为880~1030℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)的热变形行为。结果表明:峰值流动应力在恒应变速率下随变形温度的升高逐渐下降;在恒变形温度下随应变速率的增加逐渐升高。合金的平均热变形激活能为642.561k J/mol。在变形温度980℃和应变速率10 s~(-1)时,组织仍有大量的粗大变形晶粒,只有很少量的动态再结晶;当应变速率低至0.1s~(-1)时,晶粒内部出现大量动态再结晶。基于DMM构建合金三维热加工图,在变形温度较低且应变速率较高下功率耗散值较小;在低温、中高应变速率变形时,大部分区域有明显的失稳,在应变速率为0.13 s~(-1)时高温区域发生了失稳。结合其微观组织演变规律,确定合金的最佳工艺参数为变形温度940~1000℃、应变速率0.01~0.1s~(-1)。     

TA7钛合金板材高温拉伸变形

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对板厚为4 mm的TA7 ELI材料在变形温度为800、850、900、950和1000℃,应变速率为0.01 s~(-1)和0.001 s~(-1)下进行高温拉伸实验,获得材料发生超塑性变形的温度区间和应变速率范围。采用炉中高温拉伸实验对Gleeble实验结果进行验证。得出在950～1000℃范围内,应变速率低于0.001s~(-1)时,TA7 ELI钛合金高温拉伸会出现超塑性变形。伸长率最高可达260%。在应变速率0.001 s~(-1)、800℃时,TA7钛合金的断口组织中有动态再结晶现象。1000℃时,断口出现较为粗大的层片状α组织和明显的晶粒长大现象。m和n值都随着温度的升高而增大,在950℃时到达最大值。硬化现象能够有效的抑制颈缩,变形温度为950℃时,材料的硬化和软化达到较好的平衡,易获得较大的伸长率。     

Ti6Al4V钛合金冷轧板材的超塑性变形行为研究

在温度830～890℃和应变速率0.0005～0.005 s~(-1)下对Ti6Al4V钛合金冷轧板材进行超塑性拉伸实验。利用光学显微镜和扫描电镜观察变形后的微观组织和断口形貌。研究了该合金的超塑性变形行为和变形机理。结果表明:在应变速率为0.0005、0.005 s~(-1)时,随着变形温度的升高,伸长率先升高后降低;在应变速率为0.001 s~(-1)时,随着变形温度的升高,伸长率逐渐降低;在830℃和0.001 s~(-1)条件下伸长率达到最大值1259.0%;超塑性最优变形参数区间为温度830～850℃、应变速率0.0005～0.001 s~(-1)。合金的应变速率敏感性指数m值随温度升高先增加,850℃时达到最大值0.472,随后逐渐减小;超塑性变形下的平均激活能为259 k J/mol。超塑性变形过程发生了明显的动态再结晶,微观组织完全转变为等轴组织。超塑性变形的主要机制为晶界滑移。Ti6Al4V合金板材超塑性拉伸断裂属为于沿晶断裂。     

轴类锻件用中锰钢的高温热塑性

对轴类锻件用中锰钢进行了高温热塑性研究。在不同温度下对试验钢进行了不同应变速率的高温拉伸试验,绘制了试验钢在不同条件下的高温热塑性曲线,并通过研究高温拉伸断口的形貌和组织分布,分析其断裂机理。结果表明,试验钢在650~1200 ℃范围内断面收缩率均达60%以上,热塑性良好,无脆性温度区。试验钢的高温拉伸断口附近组织为马氏体组织,在热塑性稍差的温度点(750,900 ℃)对应的组织中含有少量先共析铁素体。试验钢在650~1050 ℃范围内的断裂方式为穿晶韧性断裂,在1100~1200 ℃的断裂方式为沿晶断裂。