AZ31B镁合金高温拉伸变形行为的研究

通过高温拉伸试验,研究了AZ31B镁合金板材在250～450℃以及应变速率0.001 s-1、0.01 s-1条件下的高温变形行为,获得了材料的厚向异性系数、伸长率等成形性能参数及有关组织特征.结果表明,不同变形条件下AZ31B合金的真应力-真应变曲线均出现峰值,峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;硬化速率随变形温度的升高而降低,在温度高于250℃时变化不大.当变形温度为250 ℃,应变速率为0.001 s-1时,合金的厚向异性系数达到最大.随变形温度的升高,AZ31B镁合金的塑性显著提高.合金的动态再结晶温度为250℃,随着应变速率增大,合金发生动态再结晶的速度加快.     

Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr合金本构方程模型及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为623～773K,应变速率为0.001～1s-1条件下对Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr(wt%)合金进行热压缩实验,研究了该合金热变形行为及热加工特征,建立了该合金热变形时的本构方程和加工图.结果表明,该合金高温变形时的峰值应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而显著减小;变形激活能为289.36kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区,分别是变形温度为770～773K,应变速率为0.1s-1左右的区域,和变形温度小于750K,应变速率小于0.03s-1的区域;合金的最佳热加工温度为750～773K,应变速率为0.001～0.01s-1.     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

GH708高温合金热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟机研究了GH708合金在变形温度1000℃～1200℃,应变速率为0.001s-1～1s-1条件下的热变形行为.确定了GH708合金的热变形方程,建立了其热加工图(Processing Map),并通过组织观察对其热加工图进行了解释.GH708合金的热变形激活能Q为493 kJ/mol;不同真应变下的热加工图相似,随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率η逐渐升高.真应变为0.6时,在变形温度为1150℃左右、应变速率为0.001 s-1时,能量消耗效率达到峰值,约为56%.该结果为GH708合金的热加工工艺优化提供了理论依据.     

铸态TB6钛合金β相区热变形行为的研究

采用Thermecmastor-Z型热模拟试验机对铸态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为950～1100℃、应变速率为0.001～10 s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,研究了该合金在β单相区的热变形行为及变形机制.结果表明,该合金的流动应力曲线主要呈流动震荡和流动软化两种特征.在0.001～0.01 s-1时,流动曲线呈小幅度流动震荡;而在10 s-1时,流动曲线呈大幅度流动震荡;在0.1～1 s-1时,流动曲线呈流动软化特征.通过微观组织观察可知:当应变速率为0.001 s-1时的变形机制为动态再结晶;在0.01～1 s-1时的变形机制主要为动态回复;在10 s-1时的变形机制为局部流动.从细化组织和降低变形抗力方面考虑,应变速率以不超过0.1 s-1为宜.     

GH708高温合金热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟机研究了GH708合金在变形温度1000℃～1200℃,应变速率为0.001s-1～1s-1条件下的热变形行为.确定了GH708合金的热变形方程,建立了其热加工图(Processing Map),并通过组织观察对其热加工图进行了解释.GH708合金的热变形激活能Q为493 kJ/mol;不同真应变下的热加工图相似,随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率η逐渐升高.真应变为0.6时,在变形温度为1150℃左右、应变速率为0.001 s-1时,能量消耗效率达到峰值,约为56%.该结果为GH708合金的热加工工艺优化提供了理论依据.     

Ti3Al基合金的热变形行为及加工图

采用THERMECMASTER-Z热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,基于动态材料模型的加工图技术研究该合金在950~1350 ℃和0.001~10 s-1范围内的高温变形特性,并优化出其适宜的高温变形参数范围。结果表明,在应变速率较高(≥0.05 s-1)时,变形多处于失稳区域。在变形温度为950~1100 ℃,应变速率为0.05~10 s-1区域,发生了绝热剪切和局部流动现象;在变形温度为1100~1350 ℃,应变速率为0.1~10 s-1区域发生了β组织的不均匀变形。在变形温度为1250~1350 ℃,应变速率低于0.01 s-1时,变形组织粗大,其变形机制为动态回复。在变形温度为1100~1180 ℃,应变速率为0.001~0.015 s-1时,功率耗散效率多大于0.55,变形组织中出现了亚晶;在温度为970~1010 ℃,应变速率为0.001~0.01 s-1时,功率耗散系数大于0.5,其变形机制可能为超塑性成形,这2个区域为Ti3Al基合金适宜的热变形工艺参数范围     

热变形参数对新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金微观组织的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机进行新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的热压缩实验,变形程度为10%～80%,变形温度为300℃～450℃,应变速率为0.001s-1～10s-1。利用光学显微镜(OM)和透射显微镜(TEM)观察合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,分析了热变形参数对微观组织的影响。研究结果表明,试验温度范围内,变形程度达到50%以上时,试样呈锻态变形组织,且变形程度的增大,有利于动态再结晶的进行;随着变形温度的升高和应变速率的减小,位错密度减小,亚晶粒尺寸增大。新型Al-Zn-Mg-Cu合金热压缩变形过程中主要的软化机制为动态回复和动态再结晶,当应变速率为0.01s-1、变形温度为300℃～400℃时,主要发生动态回复;当变形温度为450℃、应变速率在0.001s-1～10s-1范围内时,其变形以动态再结晶为主。     

铸态TB6钛合金热变形过程中应力诱发马氏体相变

对铸态TB6钛合金进行了恒应变速率热模拟压缩试验（变形温度为800~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s-1）,研究了合金微观组织演变和应力诱导马氏体（SIM）相变。结果表明,该合金在热变形过程中出现了具有枝晶形态的正交结构SIM。SIM在β晶内和晶界形核。应变速率和变形温度控制合金成分均匀性和内应力,是SIM析出量的主要影响因素。不同应变速率的SIM析出量与变形温度范围有关。SIM析出量较高变形条件为：在800~900 ℃时应变速率为0.1 s-1,900~1000 ℃时应变速率为0.01和1 s-1,在1000 ℃以上时应变速率为1 s-1。在变形温度925 ℃、应变速率1 s-1时SIM析出量达最大化为50%。     

TC4钛合金热变形行为研究及本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机进行等温恒应变速率热压缩实验,研究了TC4钛合金在温度800~950℃、应变速率0.001~10s-1条件下的流动软化行为。研究发现随变形温度降低和应变速率增大TC4钛合金的流动软化程度增大,且800~850℃、应变速率1~10s-1变形时的流动软化主要是塑形流动失稳引起的,温度900~950℃、应变速率0.001~0.1s-1条件变形时,流动软化主要是片状α相的等轴化引起的。引入应变对材料常数α、n、A和Q的影响,建立了考虑应变的TC4钛合金Arrhenius本构方程,建立的本构模型精度较好,在800℃、850℃和10s-1条件以及在900℃、950℃和0.1s-1条件下,模型平均绝对误差分别为4.2%和4.3%。TC4钛合金的平均变形激活能为403kJ/mol,平均应变速率敏感指数为0.26。