国产环氧沥青混合料施T控制与强度增长特性

通过室内试验研究了国产环氧沥青混合料在低温环境条件下的施工和易性、容留时间范围,以及强度增长规律等施工控制特性.选取芯样空隙率和试件马歇尔稳定度作为评价施工质量的性能指标;通过轮碾试验模拟实际施工过程中的碾压成型过程;选择马歇尔试验和布氏粘度试验研究强度增长特性.试验结果表明:国产环氧沥青混合料可以在10℃的低温环境条件下进行施工;混合料在120℃的容留温度条件下最长容留时间达到70min;在国产环氧沥青混合料完全固化以前,混合料强度随着时间和温度的增长而不断增长.最后,用有机化学理论分析了国产环氧沥青混合料强度增长规律的理论依据.     

09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机对09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能进行测试,得到其在650～1 300℃的应力—应变曲线、高温强度、热塑性和塑性模量的变化规律。结果表明:应力—应变曲线中,应力峰值随测试温度升高而减小,当测试温度高于700℃时,应力—应变曲线中出现应力平台现象;连铸坯试样的高温强度较差,随温度升高,其高温强度整体呈下降趋势;在2.4×10~(-3) s~(-1)应变速率下,存在两个明显的脆性温度区间,第一脆性温度区间为1 200℃～熔点,第三脆性温度区间为700～800℃,在825～1 250℃时09CrCuSb钢连铸坯热塑性较好,断面收缩率均大于80%;连铸坯试样的高温塑性模量在675～1 300℃时小于660.099 MPa。     

基于细观结构有限元模型的环氧沥青混合料间接拉伸试验研究

运用有限元方法建立环氧沥青混合料细观结构模型,对其间接拉伸试验(IDT)进行数值模拟.首先借助图像处理技术得到由集料和沥青砂浆组成的环氧沥青混合料二相细观结构,并通过蠕变试验获取沥青砂浆常温下的黏弹性材料参数,最后结合有限元手段建立包含集料、砂浆等在内的混合料细观结构有限元模型.数值模拟结果表明,有限元计算的混合料劲度模量与实际IDT试验结果吻合较好,通过改变加载方向、加载速率等参数,发现对混合料细观结构的劲度模量以及局部点位应力均造成一定影响,分析主要原因可能是由沥青混合料的内部结构分布不均匀性以及沥青砂浆的黏弹性特点所造成.研究成果可为微观有限元方法进一步推广应用于不同条件下沥青混合料微观力学响应仿真提供理论依据.     

Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金动态再结晶实验研究

在温度为523～723 K,应变速率为0.002～1 s-1,最大变形程度为50%的条件下,采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金进行了高温压缩实验研究.从真应力-真应变曲线上得到了应变硬化率(θ),分别绘制了在不同压缩条件下的θ-σ,-(эθ/эσ)-σ和Inθ-σ.结果表明:动态再结晶开始发生的临界条件满足((э/ σ)(эθ-эσ/))=0,发现动态再结晶开始的临界应力、临界应变与峰值应力、峰值应变的比值在一定范围内变化,动态再结晶过程在真应力-真应变曲线峰值点之前就开始发生.通过金相显微组织研究了该镁合金在不同温度和不同应变速率下的组织演变,采用截线法测量平均晶粒尺寸.结果表明:再结晶晶粒的平均晶粒尺寸随温度的升高、应变速率的减小而增大;随温度的降低应变速率的增大而减小;峰值应力随平均晶粒尺寸的减小而增大,随平均晶粒尺寸的增大而减小.     

45钢低温区热变形行为研究

 利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了不同变形条件对45钢低温区热变形行为的影响。试验结果表明：峰值应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;当应变速率[ε]≥0.01s-1、变形温度 [t]＜500 ℃时,发生动态回复;当应变速率[ε]≤1s-1、变形温度[t]≥500 ℃时,发生动态再结晶。在Sellars -Tegart方程的基础上,建立了45钢低温区加工硬化-动态回复、动态再结晶2阶段流变应力模型;根据试验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流变应力模型成功预测了动态回复、动态再结晶型应力-应变曲线。利用上述模型对45钢中厚板轧后低温工业热矫直的矫直力进行了预测,其结果与实测值吻合良好。     

2524铝合金的热压缩变形行为

利用Gleeble-1500热模拟实验机,对2524铝合金进行高温等温压缩试验,实验变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下,研究了2524铝合金的流变变形行为。结果表明:合金流变应力的大小跟变形温度和应变速率有很大关联,2524铝合金真应力-应变曲线中,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复特征,而峰值流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大;在流变速率ε为10 s-1,变形温度300℃以上时,应力出现锯齿波动,合金表现出动态再结晶特征。采用温度补偿应变速率Zener-Hollomon参数值来描述2524铝合金在高温塑性变形流变行为时,其变形激活能Q为216.647 kJ/mol。在等温热压缩形变中,合金可加工条件为:高应变速率(>0.5 s-1)或低应变速率(0.01 s-1～0.02 s-1)、高应变温度(440℃～500℃)。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶

用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢(%:0.10C、0.075P、0.65Cr、0.22Ni、0.43Mo、0.28Cu)在应变速率0.01～1 s-1、温度850～1150℃时的动态再结晶行为,得出该钢奥氏体区的真应力-真应变曲线和动态再结晶图,分析了变形参数对峰值应力的影响和不同热变形时耐候钢的动态再结晶体积分数与真应变的关系,建立了该钢的奥氏体热变形方程、动态再结晶临界条件回归方程和奥氏体动态再结晶体积分数数学模型。结果表明,随变形温度升高,峰值应力下降;随变形速率增大,峰值应力升高;随Z参数增大即变形温度降低,应变速率增加,发生再结晶的临界应变εc和发生完全再结晶的应变εs均呈线性增加。     

H13钢高温压缩过程中温升对其变形行为及组织的影响

根据热锻工艺温度-时间特征,利用Gleeble-3800热模拟试验机对H13钢进行高温压缩试验,在变形温度为800~1 100℃,变形速率为0.1~10s-1条件下获得真应力-真应变曲线。试验结果表明:压缩过程中,外力做功会导致样品温度升高,温升幅度随变形速率的增加而增大,在较低温度下变形时温升更为显著,这部分温升有利于促进动态再结晶的软化过程。由此导致900℃以下变形的试样在更小应变下就可发生再结晶,其峰值应力不会随变形速率升高而增大,甚至略微降低,呈现出较好塑性。相同变形温度下,变形后的晶粒尺寸随温升幅度的增加而增大。     

耦合位错密度的6111铝合金热变形本构模型

利用Gleeble-1500热模拟试验机对6111铝合金进行高温拉伸试验,研究了其在变形温度为350、450和550℃以及应变速率为0.1、1和10 s-1时的热变形行为.6111铝合金的流变应力随温度升高而减小,随应变速率增大而增大,其热变形从应变硬化阶段过渡到稳态变形阶段.建立了综合考虑应变、温度和应变速率对流变应力的影响以及耦合位错密度的统一黏塑性本构模型,并通过遗传优化算法求解出本构模型中的材料常数.模型计算得到的真应力-真应变曲线与试验数据吻合较好.      

CL70车轮钢热压缩流变应力行为

用Gleeble-3800热模拟机研究了CL70车轮钢在应变速率0. 01～10s^-1、900～1300 ℃时的高温热压缩行为,分析了热压缩变形时该钢的流变应力、变形温度及应变速率之间的关系,通过线性回归确定该钢流变应力本构方程。结果表明,CL70钢在高温压缩时流变应力随变形温度的减小而增大,随应变速率升高而增大。当应变速率≤1 s^-1时,CL70钢的流变应力曲线表现为动态再结晶特征。CL70钢的热变形激活能为401.06 kJ/mol。