基于热加工图的铝合金6061变形行为研究

在Zwick/Roell Z020万能材料试验机上实施高温压缩试验,研究铝合金6061在变形温度范围为360～480℃,应变速率在0.001～1s-1时的热变形行为。基于动态材料模型理论,利用matlab进行三次样条插值,获取足够的数据利用origin软件绘制铝合金6061的功率耗散图。利用功率耗散图分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。在加工温度为360～440℃,应变速率为0.001～0.01s-1之间,功率耗散率的最大值为0.39,是该合金的最佳成形区域。     

TA1/6061铝合金双金属热变形行为及热加工图

以TA1/6061铝合金双金属为研究对象,采用Gleebe-3800热模拟试验机,在变形温度为350～500℃、应变速率为0.01～1 s^-1、变形量为40%的条件下进行了单向热压缩复合试验,研究了TA1/6061铝合金双金属的热变形行为,建立了TA1/6061铝合金双金属本构方程及热加工图。结果表明,TA1/6061铝合金双金属热变形过程中的流变应力随着温度的上升和应变速率的降低而减小;基于试验数据建立的Arrhenius本构方程可以有效预测特定真应变下的真应力,其相关性系数为0.99642,热变形激活能为231434 J·mol^-1;基于热加工图、SEM图像和EDS线扫描图像,确定最优热加工工艺窗口为：变形温度为482～500℃,应变速率为0.011～0.192 s^-1。     

4032铝合金热加工图及热变形机理研究

采用Gleeble-1500热物理模拟实验机对4032铝合金进行等温压缩实验,研究应变速率在0.02s-1～5s-1和变形温度为370℃～490℃的4032铝合金的热变形特征,并根据材料动态模型构建4032铝合金的热加工图.应用OLYMPUS PMG3型光学显微镜观察分析压缩后试样的微观组织.研究表明：4032铝合金最佳热加工工艺参数为：变形温度460℃～490℃,应变速率0.03s-1～0.36s-1;4032铝合金热加工的软化机制主要是动态回复.     

6082铝合金热变形行为及热加工图

在Gleeble~(-1)500D热模拟试验机上对O态6082铝合金进行了热压缩实验,研究了该合金在变形温度300~500℃,应变速率0.01~10 s~(-1)条件下的热变形行为和组织演化;基于Arrhenius双曲正弦本构关系建立了6082铝合金的本构方程;基于动态材料模型(DDM)和Murty法建立了热加工图,并结合微观组织进行验证。研究结果表明:6082铝合金为正应变速率敏感材料,峰值应力随温度的降低和应变速率的升高而升高,热变形过程中的主要软化机制为动态回复,在较高温较低应变速率(500℃,0.1 s~(-1))时,该合金发生动态再结晶。计算得到该合金的热激活能为171.1539 k J·mol~(-1),最佳热加工工艺参数区间为:450~500℃,0.2~0.5 s~(-1)。     

4043铝合金热变形行为和热加工图

通过热压缩试验研究了4043铝合金在变形温度350～500℃和应变速率0.01～10 s~(-1)的热成形性能,建立了合金的本构方程和热加工图。结果表明:变形温度对4043铝合金应变速率敏感系数的影响较小;高温变形主要受位错的热激活能控制;最佳热变形工艺参数是温度460～500℃、应变速率0.05～1 s~(-1)。     

建筑用6061+Er铝合金的热变形行为与热加工图北大核心CSCD

为了改善6061+Er铝合金的热加工性,通过扫描电镜、透射电镜和Gleeble-3800热模拟试验机,研究了6061+Er铝合金的微观组织,以及当变形温度为375~500℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)时的热变形行为。结果表明,锻态6061+Er铝合金中存在微米级初生Al_(3)Er相和起弥散强化效果的纳米级次生AlEr相。建立了6061+Er铝合金热压缩变形过程中的流变应力本构方程,当应变速率为0.001~10 s^(-1)、变形温度为375~500℃时,流变应力计算值与峰值真应力实测值的误差<10%,验证了流变应力本构方程的准确性和可靠性。6061+Er铝合金适宜的热加工范围为:变形温度为375~400℃、应变速率为0.001~0.01 s^(-1)。     

7050铝合金的热变形行为及热加工图研究

通过热力模拟系统地研究了7050铝合金的热塑性变形行为,拟合出了该合金在宽温度区间及应变速率下的高温本构关系模型,建立了热加工图,探讨了热变形机理。结果表明:在变形温度250~465℃、应变速率0.001~10 s~(-1)下,7050铝合金的流动应力随变形温度的降低及应变速率的升高而升高;应变量对7050铝合金的热加工图影响不明显,能量耗散效率随应变速率的降低和变形温度的升高而增大。     

6013铝合金的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟实验机,分析6013铝合金在变形温度613~773 K、应变速率10-3~10 s-1和工程变形量10%~60%条件下的平面热压缩变形流变应力演化规律,求解热变形本构方程,建立热加工图,探讨其热变形行为机理。结果表明,6013铝合金的流变软化机制以动态回复为主;采用包含关于变形温度函数的幂函数本构方程可较好的预测其流变行为,与实测值的平均相对误差仅为6.631%;确定了单道次大应变热轧成型最佳工艺参数区间:673 KT773 K且5×10-3s-1ε10-1s-1和多道次热轧最佳工艺参数区间:633 KT733 K且10-1s-1ε1 s-1。     

基于热加工图的Cu-Cr-Zr-P合金的热变形特性

在Gleeble-1500D热/力模拟试验机上进行高温等温单道次压缩试验,探讨Cu-0.8Cr-0.3Zr-0.03P合金在变形温度和应变速率分别为650~950℃和0.001~10 s-1条件下的热变形特性。通过真应力-真应变曲线的采集数据计算出合金高温热压缩时的本构方程和热变形激活能Q,根据动态模型绘制真应变为0.3和0.5的热加工图,并结合显微组织分析合金的变形机理,确定热加工失稳区间。研究表明:功率耗散因子η随变形温度递升呈增大趋势,合金的流变软化机理由动态回复逐渐向动态再结晶转变。得出热压缩过程的的最优加工范围为:温度为730~875℃,应变速率为0.1~1 s-1。     

6061铝合金热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了6061铝合金在变形温度573～773 K、应变速率0.01～2 s-1、最大变形程度45%条件下的高温压缩变形行为,分析了合金在高温变形过程中流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,建立了6061铝合金高温变形的本构关系.结果表明:合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;试验条件下,该合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,变形激活能为236.858 kJ/mol,应力指数为8.926.     

LF2M铝合金薄壁管材的热压缩变形行为及热加工图

采用真空等温压缩实验机对LF2M铝合金薄壁环进行了等温恒应变速率压缩实验,研究该铝合金管材在应变速率为0.1~1 s~(-1),变形温度为350~475℃条件下的变形行为。结果表明:在压缩过程中,随着应变的增加,LF2M铝合金薄壁管材的流动失稳区增大。在变形温度低于430℃时,可加工范围窄小;在变形温度高于460℃和低应变速率时,加工性良好。根据加工图及微观组织观察,确定的合理工艺参数是:变形温度为475℃,应变速率为0.01 s-1。     

2A12铝合金的热压缩行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机对2A12铝合金进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为320～480 ℃,应变速率为0.0003～1 s-1条件下的热变形行为,建立了基于动态材料模型的功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明：合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,在高温区变形机制为动态回复,在低温区变形机制为动态再结晶,主要与合金变形过程中的析出相有关;随着应变量的增大,峰区的η值逐渐升高;当真应变为1.2时,在变形温度为440 ℃,应变速率为0.1 s-1时,η达到峰值且为48%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为2A12铝合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。     

6061铝合金热变形动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3500试验机对6061铝合金进行单道次等温恒应变速率压缩试验,研究合金在应变速率为0.001～1s~(-1),温度为350～500℃热变形条件下的动态再结晶行为。统计试验所得流变应力曲线峰值应力数据,确定合金热变形激活能Q为307.528kJ·mol~(-1),建立合金在不同热变形条件下的流变应力方程,动态再结晶峰值和临界应变模型;依据流变应力曲线特征,计算合金在不同变形条件下的动态再结晶体积分数,据此建立动态再结晶动力学模型。分析流变应力曲线可知铸态6061铝合金在350～500℃下变形,应变速率较低时(0.01s~(-1)),合金组织更容易发生动态再结晶,应力软化现象更明显。     

基于热加工图的钼金属热变形特征研究

通过热压缩试验研究钼金属在应变速率为0.01～10 s-1,变形温度为900～1450 ℃条件下的热变形性能,建立了基于流变应力的钼金属热变形的本构方程.综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,根据动态材料模型(DMM)建立了钼金属的热加工图,并利用加工图确定了热变形时的流变失稳区,分析了不同区域钼金属的高温变形特征.     

欠时效态7075铝合金热变形行为及热加工图

采用Gleebe-3500型热模拟试验机对7075铝合金进行等温恒应变速率热压缩实验,研究了该合金在变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下的热变形行为,并据此建立了热加工图。结果表明:流变真应力随应变速率的升高而增大,随变形温度的升高而减小;经250℃、16 h欠时效处理的样品,其峰值应力要显著大于未经时效的样品;真应变为0.3和0.7的热加工图在250~350℃的温度区间、0.01~1 s~(-1)的应变速率区间均出现流变失稳;16 h欠时效态7075铝合金的最佳热变形参数为:变形温度400~450℃、应变速率0.01~0.001 s~(-1)。     

5083铝合金热压缩应力-应变曲线修正与热加工图

在Gleeble-3500热模拟试验机上对圆柱体5083铝合金试样进行温度为300～500℃、应变速率为0.001～1 s~(-1)条件下的热压缩试验。对实验获得的真应力应变曲线进行摩擦修正,依据摩擦修正后的应力应变曲线计算本构方程,采用包含Zener-Hollomon参数的本构方程描述摩擦修正后的5083铝合金流变应力行为,其热变形激活能为164.17 kJ/mol。根据摩擦修正后的真应力-应变曲线绘制热加工图,随着真应变的增加,失稳区域向着高应变速率、高变形温度区域扩展,5083铝合金适宜热变形工艺参数:变形温度为400～500℃、变形速率为0.01～0.1s~(-1)与340～450℃、变形速率为0.001～0.01 s~(-1)。随着变形温度升高与应变速率降低,晶粒内位错密度减少,主要软化机制逐渐由动态回复转变为动态再结晶。     

AA7005铝合金的热加工变形特性

研究了AA7005合金高温压缩变形时的流变应力、动态回复与再结晶以变形组织变化特征。合金稳态变形时,应变速度、温度和流变应力之间满足包含热激活材料常数的Arrhenius项的双曲正弦关系,变形过程为受位错增殖和相互销毁速率控制的热激活过程,螺型位错的交滑移和刃型位错的攀移为主要动态回复机制。动态回复时,形成典型的变形亚晶组织,亚晶尺寸随1nZ的减小而增大。高温低速变形条件下,合金发生局部几何动态再结晶,流变曲线呈现连续下降的特征,形成与原始纤维组织不同的细小等轴大角度再结晶晶粒。     

6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

基于热加工图研究粉末高温合金的热变形行为

利用热加工图分析了FGH4096粉末高温合金的热变形行为,评定了益加工区,预测了变形失稳区;结合热加工图与组织分析建立了此合金在真应变0.65下的微观变形机制示意图。不同应变量下获得的热加工图表现出一致的特征:从低温/低速区到高温/高速区存在明显的益加工带;而低温/高速区和高温/低速区则是被预测的变形失稳区。HIPedFGH4096合金的热加工性能直接受动态再结晶的影响:在低温/低速和高温/高速下发生的完全再结晶及其粗化过程均对应着高的能量耗散率,有利于合金的热加工;而在低温/高速下动态再结晶受到抑制,潜在着原始颗粒边界萌生裂纹而导致变形失稳的可能性。