Ti6242合金的热变形行为及加工图

利用Gleeble-3800对Ti6242合金进行热模拟压缩试验。研究了压缩量为60%、应变速率分别为0.01、0.1、1、10 s-1,变形温度分别是900、950、1000、1050、1100℃条件下试样的热变形行为。根据试验参数得出Ti6242合金本构方程,绘制Ti6242合金真应力-应变曲线,基于动态材料模型建立热加工图。结果表明,流变应力随着变形温度的升高而下降,随着应变速率的增加而升高,变形激活能Q=453.74 k J/mol,最佳热加工工艺为变形温度1000~1050℃应变速率0.1 s-1左右。     

Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。     

Al2O3/Cu-WC复合材料热变形行为及热加工图

在Gleeble 1500D热模拟机上对Al2O3/Cu-WC复合材料进行热压缩实验,研究变形温度为350-750℃、应变速率为0.01-5 s 1条件下的热变形行为。结果表明:Al2O3/Cu-WC复合材料高温流变应力—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;热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述,其激活能为229.17 kJ/mol。根据材料动态模型,计算并建立Al2O3/Cu-WC复合材料的热加工图,据此确定热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数,其热加工温度为650-750℃,应变速率为0.1-1 s 1。     

碳化硼-铝硅复合材料的热压缩流变应力研究

采用Gleeble-1500D热模拟机高温等温压缩试验,研究了新型反应堆中子吸收材料-碳化硼-铝硅复合材料在应变速率为0.1～10s-1、变形温度为300～500℃条件下的流变应力特征.结果表明:该材料在试验条件下压缩变形时均存在稳态流变特征,应变速率和变形温度强烈影响试验材料流变应力;该流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而降低;采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数描述该复合材料高温变形的峰值流变应力,获得峰值流变应力解析式,其热变形激活能为236.248 kJ/mol.     

30ZrCp／W复合材料的高温压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500D热模拟实验机上对30ZrCp/W复合材料进行高温压缩实验,变形温度和应变速率分别为800℃～1 200℃和10-3 s^-1～1 s^-1,研究其高温压缩变形的流变应力行为.研究表明:随变形温度升高,复合材料的流变应力下降,在10-3s^-1和1200℃下,抗压强度为948.7 MPa.在800℃下发生伪塑性变形,未达到预设变形量,真应力-真应变曲线上表现出的塑性为伪塑性,其是由微裂纹的萌生-钝化引起的.随变形温度升高,复合材料发生动态回复再结晶.随应变速率升高,真应力-真应变曲线形状从“锯齿”型向“平滑”型转变.复合材料对应变速率不敏感,随应变速率升高,复合材料的流变应力略有升高.在800℃和1s^-1下,复合材料的抗压强度为1176.9MPa.用Arrhenius方程描述复合材料在1000℃～1200℃的热变形行为,变形激活能为811.4 kJ/mol.     

汽车用Zn-0.8Cu-0.15Ti合金的高温变形性研究

采用等温压缩法对Zn-0.8Cu-0.3Ti合金的高温流变行为进行了研究,得到其在变形温度为210³00℃、应变速率为0.01300℃、应变速率为0.01¹0.00 s-1条件下的流动真应力-应变曲线和微观组织。结果表明,Zn-0.8Cu-0.3Ti合金在高温压缩变形条件下,合金的流变应力随着应变速率的减小或变形温度的增大而增大。在热变形过程中合金的微观组织由ε相、TiZn15相和η相构成,且在热变形过程中存在动态再结晶。     

Ti600合金的高温本构方程

采用热模拟压缩试验研究了Ti600合金在变形温度为800～1100℃、应变速率为0.001～10s-1范围内应力-应变曲线的变化规律。研究结果表明:Ti600高温钛合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小;随着应变的增大,合金的真应力-真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值,然后渐渐出现流变“软化”现象。以经典的双曲正弦形式的模型为基础建立了Ti600合金热变形的本构方程,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值。     

纳米SiCp/Al复合材料的热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟机上对纳米SiCp/Al复合材料试样进行了单向热压缩试验,研究其在变形温度为460～520℃、应变速率为0.1～5 s~(-1)条件下的高温变形行为。根据实验数据绘制出纳米SiCp/Al复合材料的真应力-真应变曲线,利用双曲正弦函数模型构建纳米SiCp/Al复合材料的应变补偿本构方程,并通过误差分析对该应变补偿本构方程的准确性进行验证。结果表明:纳米SiCp/Al复合材料的流变应力曲线均呈现出先升高至峰值随后缓慢下降的趋势,流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;在本文试验条件下纳米SiCp/Al热变形激活能的平均值为278.79 kJ/mol;通过应变补偿本构方程得到的流变应力预测值与试验值的线性相关系数为0.991,平均相对误差为2.05%。     

AZ31B镁合金在高应变速率下的热压缩变形行为和微观组织演变

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机在变形温度为200~520℃、应变速率为2~60 s-1条件下对AZ31B镁合金厚板进行热压缩变形试验,压缩变形量为60%。结合变形后的微观组织以及热压缩真应力-真应变曲线,分析应变速率和变形温度等工艺参数对其微观组织演变的影响。结果表明:当变形温度高于320℃时,AZ31B镁合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特性。当应变速率一定时,流变应力随温度升高而降低;当变形温度一定时,流变应力在高温低应变速率(低于15 s-1)下随应变速率增大而增大。变形后的微观组织显示,压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,动态再结晶体积分数随应变速率的增加而增大。另外,变形组织的均匀性受变形温度的影响十分显著。在热压缩实验的基础上,在温度为300~330℃时对板材进行单道次大压下量的热轧,获得的板材具有均匀细小的晶粒及优异的力学性能。     

Ti60合金的流变应力行为及人工神经网络本构模型

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机对Ti60合金试样进行等温恒应变速率压缩试验,研究该合金在变形温度为600～950℃,应变速率为0.001～10s~(-1)条件下的流变应力行为,并构建人工神经网络(ANN)本构模型。结果表明,Ti60合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的下降而减小。在不同的变形条件下,Ti60合金的流变应力-应变曲线分别呈现流动稳态型和流动软化型两种特征。基于ANN所建立的本构模型预测精度高,流变应力试验值与预测值之间的相对误差在±5%以内,平均相对误差为1.82%,且相关系数趋近于1,能准确地描述并预测Ti60合金的流变应力行为。     

15Vol%SiC_P/Al复合材料热加工图研究

采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机对15vol%SiC_P/Al复合材料进行热模拟试验研究,试验变形温度为623~773 K,应变速率为0.001~10 s~(-1)。从流变应力曲线可以发现,存在明显的应变速率强化和高温软化现象。在流变应力曲线基础上,基于Prasad准则建立了该材料的热加工图,确定出适合SiC_P/Al复合材料加工的区域为变形温度720~773 K,应变速率0.001~0.8 s~(-1)。     

35%SiCp/Al复合材料的热加工图及变形组织

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对35%SiCp/Al复合材料进行压缩试验,研究其在温度为350～500℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的高温塑性变形行为。由试验得出的变形过程中的应力-应变曲线,建立了功率耗散效率图和热加工图,确定了热加工的稳定区和失稳区,观察分析了加工图中不同区域的显微组织。结果表明:35%SiCp/Al复合材料的流变应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,应力-应变曲线变化主要以动态再结晶为特征。最适合热变形加工的条件是变形温度为370～420℃、应变速率为0.15～1 s~(-1)的区域,加工安全区微观组织明显改善,并出现再结晶晶粒。     

原位自生TiB2颗粒Al-Si-Mg-Cu复合材料的高温流变行为研究

针对原位合成TiB2/Al-Si-Mg-Cu复合材料,应用Gleeble-3500热模拟机进行等温压缩试验,研究其在变形温度300～500℃和应变速率10-3～10s-1的热变形行为.结果表明:该复合材料在高温压缩时均存在稳态流变特征,且属于正应变速率敏感材料;在同一变形温度下,应变速率越高,其流变应力越大;在同一应变速率下,变形温度越低,其流变应力越大.     

考虑摩擦效应的Ti60合金流变曲线修正

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机对变形温度为850～950℃,应变速率为0.001～10s~(-1)和真应变为0.51条件下的Ti60合金试样进行热压缩试验,获得该合金在不同条件下的流变曲线。分别采用传统摩擦修正模型和改进摩擦修正模型对实测流变曲线进行摩擦修正。结果表明,摩擦效应对Ti60合金流变应力具有显著影响,通过使材料发生不均匀变形,导致流变应力的实测值高于真实值。与传统摩擦修正模型相比,经改进摩擦模型修正后的流变曲线能更准确地反映Ti60合金的流变应力对真应变的动态响应。随着应变的增加,摩擦效应对流变应力的影响提高。     

Cu-Al2O3复合材料热变形行为及加工图

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Al2O3复合材料进行等温压缩试验,研究了变形温度600～950℃,应变速率0.001～1 s-1条件下的热变形行为。结果表明,Cu-Al2O3复合材料的流变应力-应变曲线是典型的动态再结晶类型,流变应力随应变量的增加均呈现先增大后减小,之后达到一个稳定的趋势。热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构方程.ε=8.909×105[sinh(0.012486σ)]5.4343.exp[-133.02/(RT)]来表示。根据动态材料模型以及DMM加工图理论,建立了Cu-Al2O3复合材料的热加工图,据此确定Cu-Al2O3复合材料的最佳热变形工艺参数范围为:变形温度850～950℃,应变速率0.01～0.1 s-1。     

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。     

端子连接器用Cu-Fe-P-Zn-Sn-Mg合金的热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,采用等温压缩试验,研究了Cu-Fe-P-Zn-Sn-Mg合金在变形温度为750~950℃、应变速率为0.01~10s-1条件下的流变应力的变化规律,测定了其真应力-应变曲线,并分析了合金在热压缩过程中的组织演变规律。结果表明,合金的真应力-应变曲线具有典型的动态再结晶特征,其流变应力随变形温度的降低以及应变速率的提高而增大,且变形温度越高、应变速率越小,合金越容易发生动态回复和再结晶。在试验基础上,计算并建立了合金热变形过程中流变应力与变形温度和应变速率之间关系的热压缩高温变形本构方程。     

10% Cr/Cu复合材料的热变形行为及再结晶动力学模型

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度为650~950℃、应变速率为0.001~1 s-1、变形量为60%的条件下对10%Cr/Cu复合材料进行热模拟压缩试验。依据热模拟实验数据,绘制出10%Cr/Cu复合材料的流变应力曲线,分析变形温度、应变速率对流变应力的影响。用线性回归法确定出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能(Q)和高温变形本构关系模型,并引入应变对模型进行修正,最后通过误差分析验证了方程的可靠性。结果表明:10%Cr/Cu复合材料的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减少;计算得出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能为260.7 kJ/mol;建立了复合材料的本构方程,对构建的本构方程模型进行误差验证得出平均相对误差为7.39%;利用Avrami模型求出了复合材料的动态再结晶分数模型,该模型表明在高温和较低应变速率条件下有利于该材料发生动态再结晶。     

ZK60镁合金的热变形流变行为与本构方程

使用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金进行应变速率0.001~1s-1,温度523~673K条件下的热压缩实验。分析ZK60镁合金热压缩过程中的真实应力-应变曲线,分别总结变形温度和变形速率对流变过程中峰值应力的影响,建立描述ZK60镁合金高温压缩变形过程中的流变应力本构模型。将该方程导入有限元分析软件中,对ZK60镁合金热压缩过程进行数值模拟,分析热压缩过程中工件内部的等效应力和等效应变场的变化。研究表明:在该实验条件下的ZK60镁合金热压缩的真实应力-应变曲线有明显的动态再结晶特征,在高温下或者低应变速率下,流变应力曲线的峰值应力变小;模拟所得到的应力-应变曲线与热压缩的测应力-应变曲线基本吻合,表明所求ZK60高温流变本构模型可以为ZK60镁合金热加工提供参考依据。     

铸态27SiMn钢热成形本构方程的建立

利用热模拟试验机对铸态27SiMn钢在应变速率为0.01¹0 s-1,变形温度为1 00010 s-1,变形温度为1 000¹ 150℃条件下的热成形流变应力行为进行了等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律。通过线性回归分析计算出铸态27SiMn钢的应变硬化指数n,变形激活能Q,获得了铸态27SiMn钢的热成形流变应力本构方程。