锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s^-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s^-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×10²·Z^-0.1628。     

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理EI北大核心CSCD

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。     

TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TC11钛合金在1030~1090℃和应变速率0 001~0 1s-1范围内的流变行为和组织演变.分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征.热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4 05,172 3kJ·mol-1,表明该组织的合金在β区热变形主要是位错的滑移和攀移过程.组织观察和电子背散射衍射(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD)测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行.该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态.通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程.经验证,与实验数据吻合较好.     

TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究EI北大核心

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TCll钛合金在1030～1090℃和应变速率0．001～0．1s^-1范围内的流变行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力一应变曲线特征。热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4．05,172．3kJ·mol^-1,表明该组织的合金在口区热变形主要是位错的滑移和攀移过程。组织观察和电子背散射衍射（Electron Back Scattered Diffraction,EBSD）测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行。该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态。通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程。经验证,与实验数据吻合较好。     

Inconel 625合金高速热变形动态再结晶的临界条件

通过等温热压缩试验获得Inconel625合金在变形温度为1000～1200℃,应变速率为1～80S^-1条件下的真应力-应变曲线,利用加工硬化率,结合lnθ-ε曲线上的拐点判据及-δ（1nθ）／δε-ε曲线上的最小值,来研究Inconel625合金动态再结晶的临界条件。结果表明,在该实验条件下,Inconel625合金的lnθε曲线均出现拐点特征,对应的-δ（lnθ）／δε-ε曲线出现最小值,该最小值处对应的应变即为临界应变;临界应变随应变速率的增大和变形温度的降低而增加,并且临界应变和峰值应变之间有一定的关系,即εc=0．69εp;动态再结晶时临界应变的预测模型可以表示为εc=4．41×10^-4Z^0.14261。     

30%Cr-Cu复合材料热变形及动态再结晶临界条件

采用放电等离子烧结法(SPS)制备出30%Cr-Cu复合材料,对其致密度、硬度和导电率等相关性能进行测试,并观察分析该复合材料的显微组织。利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度650~950℃、应变速率0.001~10s-1、变形量60%的条件下对30%Cr-Cu复合材料进行热模拟压缩试验。对热压缩试验得到的真应力-应变数据进行拟合、计算和分析,构建该复合材料的本构方程,同时得到材料的加工硬化率θ,利用材料的lnθ-ε曲线出现有拐点和-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值这一判据,分析该复合材料的动态再结晶临界条件。结果表明:30%Cr-Cu复合材料的真应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随应变速率的增加和温度的降低而升高;该复合材料的lnθ-ε曲线出现拐点,-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值,该最小值所对应的应变为临界应变εc,且εc随变形温度的升高和应变速率降低而减小,εc与Zener-Hollomon参数Z的函数关系为εc=2.38×10-3 Z0.1396。     

应用加工硬化率研究工业纯钛动态再结晶行为

为研究工业纯钛的动态再结晶行为,利用Gleebe实验机对工业纯钛在变形温度为700,800,900和950℃及应变速率为0.01,0.1,1和5s-1的条件下进行热模拟压缩实验。应用加工硬化率对实验得到的应力-应变数据进行处理,结合变形后材料微观组织的分析,求得工业纯钛的动态再结晶临界条件。结果表明,工业纯钛在热变形过程中发生了回复与再结晶;发生动态再结晶时,再结晶临界应变随温度的升高及变形速率的降低而减小。将lnθ-ε曲线的拐点处对应的应变作为材料的再结晶临界应变是合理的,工业纯钛动态再结晶临界应变εc与峰值应变εp之间满足εc=0.485εp。     

基于加工硬化率的新型轻质钢动态再结晶临界条件及变形机制研究

采用Gleeble3500热模拟实验机,在850～1 050℃温度范围内和0.01～5 s^-1应变速率范围内,对试验钢进行了等温压缩变形处理,得到试验钢的应力-应变曲线。通过数据处理进一步得到试验钢加工硬化率-应变关系曲线、动态再结晶临界应力和临界应变,并借助OM、TEM及EBSD表征技术,分析了试验钢的组织演化规律和变形机制。结果表明：在相对低温和低应变速率下,随着应变量的增加,由于加工硬化再次占据主导地位,试验钢出现了明显的流动应力“二次增大”现象;随着热变形温度的降低和应变速率的增大,试验钢的峰值应力和临界应力、峰值应变和临界应变都呈现出增大趋势,并得出其相互之间新的关系模型;在变形条件下,试验钢再结晶晶粒尺寸随着温度的升高和应变速率的降低而增大,层错能(SFE)值随着变形温度的升高而增大,范围为181.1～237.4 mJ/m²,试验钢热变形后组织中有孪晶存在,说明SFE并非是影响高锰奥氏体钢变形机制的唯一因素,试验钢的主要变形机制为位错滑移。     

一定条件下Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶的临界应变研究

在变形温度为350~510℃、应变速率为0.001~10s-1条件下,在Gleeble-3500热模拟实验机上对AlMg-Si-Ti合金进行等温热压缩实验,以实验所得数据为基础,结合变形微观组织,确定了Al-Mg-Si-Ti合金热变形时发生动态再结晶的条件,建立了Al-Mg-Si-Ti合金动态再结晶峰值应变模型。采用加工硬化率的方法,利用lnθ-ε曲线的拐点特征和-(lnθ)/ε-ε曲线的极小值判据对再结晶峰值应变与临界应变关系进行了研究。结果表明:AlMg-Si-Ti合金热变形时在变形温度430~510℃、应变速率0.001~0.1s-1发生动态再结晶。Al-Mg-Si-Ti合金发生动态再结晶时的临界应变随应变速率的增大而增加,随变形温度的升高而降低。临界应变与峰值应变满足关系:εc=0.88εp。     

基于流动应力曲线的AZ80镁合金动态再结晶动力学表征

热物理模拟获得了铸态AZ80镁合金热压缩真应力-应变曲线,以此作为计算动态再结晶体积分数演变的底层数据.通过求解流动应力的双曲正弦表征模型,获得了本构模型与动态再结晶激活能等重要参数.分析峰值应力出现之前与之后的硬化曲线,识别了真应力-应变曲线所隐含的关键应变点:临界应变,峰值应变及最大软化速率应变.进一步引入表征晶体...     

温度对钛合金TB6显微组织和晶粒度的影响

通过对近β钛合金TB6进行不同温度热处理，研究了各温度下其显微组织和晶粒度大小变化。研究结果表明：钛合金TB6的最佳热处理温度为790℃，在此温度下进行热处理，可以获得较好的显微组织形态且β相可以达到95％左右；晶粒度比较均匀且达到等轴状态，晶粒度为4～4．5级。     

锻造火次对TB6钛合金断裂韧性和高周疲劳性能的影响

研究了在相同开坯锻造工艺,相同改锻温度下,不同锻造火次对TB6合金Ф220 mm规格锻棒的断裂韧性和高周疲劳性能的影响。通过SEM电镜观察了不同锻造火次锻棒高周疲劳试样的宏观、微观断口,分析了不同火次疲劳试样断口的不同区域的形貌。结果表明,在相同锻造温度下,20火次锻棒的组织均匀,断裂韧性、高周疲劳性能有较佳的匹配。     

B4CP/2009Al复合材料动态再结晶临界条件

目的 研究B4CP/2009Al复合材料的热变形流变行为,确定B4CP/2009Al复合材料发生动态再结晶的临界条件。方法 采用Gleeble-1500热模拟机对体积分数为25%的B4CP/2009Al复合材料进行热压缩试验,热压缩温度为300~500 ℃,应变速率为0.001~1 s?1,并建立热变形本构方程。基于加工硬化率曲线(θ-σ),获得动态再结晶临界条件。结果 B4CP/2009Al复合材料的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而降低。临界应力(σc)与峰值应力(σp)存在线性关系：σc=0.2992σp+22.4698,引入Zener-Hollomon参数描述变形条件对临界条件的影响,得到临界应变与Z参数的关系：εc=1.35×10?3Z0.047 39。结论 B4CP/2009Al复合材料的流变应力曲线以动态再结晶软化机制为主要特征,B4C增强颗粒的加入促进了复合材料的动态再结晶。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热变形激活动态再结晶的临界条件识别及表征

热压缩实验获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在温度1073～1323K,应变速率0.01～10s-1条件下的真应力-应变曲线,以此作为识别及表征动态再结晶临界条件的底层数据。对比分析流变应力曲线发现高温、低应变速率下动态回复型软化态势显著;低温、高应变速率下动态再结晶型软化态势显著。引入材料加工硬化率θ,结合θ-σ曲线拐点判据识别了流变应力曲线隐含表征激活动态再结晶的特征参量:临界应变、临界应力。采用含动态再结晶激活能Q的Arrhenius方程求得α、β、n1、n2等材料常数并获得该合金动态再结晶激活能对应变速率及温度的响应图。进一步引入表征动态再结晶临界条件的临界应变模型,获得了临界应变与各热力参数之间的数学关系,验证表明该临界模型预测精度最大为12.9%。     

TB6合金热压缩变形行为研究

本文主要研究了热变形过程中变形温度、应变速率对TB6合金组织性能的影响。研究表明流动应力随应变速率的升高而增大,随变形温度的升高而减小。而变形温度对流动应力的影响程度与应变速率的大小有关。     

β-21S钛合金板材的静态再结晶规律研究

研究了一种新型亚稳定β型钛合金（β－２１Ｓ钛合金）冷轧板材的再结晶规律，并确定了冷扎板材料的最佳固溶制度。结果表明，为了获得细小的再结晶晶粒组织，冷轧变形量应控制在５５％以上。随冷轧变形量的增加，再结晶开始温度和完成再结晶所需的最少时间都降低。研究结果为正确制定冷轧变形工艺和固溶制度规范提供了依据。     

新型奥氏体耐热钢CHDG-A的动态再结晶行为及其动力学模型

进行新型奥氏体耐热钢(CHDG-A)的热压缩实验,研究了在900~1100℃、应变速率为0.01-10 s^-1条件下这种钢的热变形特征。结果表明:随着变形温度的提高或应变速率的降低这种钢的流变应力显著降低。基于Arrhenius模型构建了这种材料的本构方程,得到CHDG-A热变形激活能Q为515.618 kJ/mol。微观组织分析结果表明,动态再结晶(DRX)是该材料在实验热变形条件下最主要的软化方式,DRX形核主要通过晶界弓出,变形温度的升高和应变速率降低均有利于再结晶形核。基于真应力-应变曲线求得动态再结晶用Z参数表示的峰值和临界值(σ_p、ε_p、σ_c和ε_c),并确定了ε_c/ε_p,σ_c/σ_p的比值分别为0.52和0.98。同时,还基于Avrami方程建立了CHDG-A的DRX动力学模型。     

Ti-6Al-4V合金热压缩过程中的动态再结晶

在变形温度为870~960℃、应变速率为5×10^-4 s^-1~5×10^-2 s^-1的条件下对Ti-6Al-4V合金进行单道次等温压缩实验,测出其应力-应变曲线并建立KM模型、Poliak-Jonas模型和Avrami模型,较为系统地描述了这种合金动态再结晶过程中的流变应力、临界应变量、组织演变动力学等的特征。将动态再结晶组织的转变体积分数引入Prasad功率耗散率模型,得到了Ti-6Al-4V合金动态再结晶过程中能量的变化规律并结合微观组织表征揭示了这种合金的动态再结晶机理。结果表明：随着变形温度的提高和应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的动态再结晶临界应变量减小,组织转变的体积分数增大。发生完全动态再结晶时的功率耗散率大于0.34,形核机制为位错诱导的弓出形核机制。     

低碳Q690qENH高强桥梁钢的动态再结晶行为

对低碳Q690qENH高强桥梁钢进行压缩实验,研究了动态再结晶行为。结果表明,在低碳Q690qENH高强桥梁钢的轧制热变形过程中,其软化以动态回复为主,只在0.1 s^-1和0.2 s^-1低应变速率下才发生明显的动态再结晶.通过计算将应力因子α修正为0.0099 MPa^-1,得到了实验钢的动态再结晶激活能,建立了动态再结晶动力学模型。采用P-M-K法确定了εc/εp约为0.72,且峰值应变与Z/A满足幂函数关系,建立了动态再结晶临界应变模型,其计算值与热变形中的显微组织演变规律一致。研究了温度对动态再结晶过程中界面迁移速率的影响规律。     

钛合金动态塑性变形过程中绝热剪切带的形成机理

材料在应变速率高于102 s-1时的塑性变形被称为动态塑性变形.区别于准静态塑性变形,动态塑性变形涉及的复杂的高度局域化变形机制对材料的性能与寿命具有显著影响.绝热剪切带作为材料动态塑性变形过程中产生的特殊的变形结构,它对材料性能的影响引起了人们的高度关注.钛合金具有优良的力学性能,被用作结构材料,广泛应用于诸多行业,由于应用面广,钛合金会经常面临动态载荷产生绝热剪切带而失效,从而缩短使用寿命.因此,研究钛合金中绝热剪切带的形成机制对延长钛合金的使用寿命,改善钛合金的力学性能具有重要意义.然而,由于动态塑性变形的瞬时性、内部应力的复杂性等,还原绝热剪切带的形成过程具有相当大的难度.同时,钛合金结构的复杂性、变形过程中相的不稳定性等因素均提高了观察其内部绝热剪切带的难度.通过大量的实验观察与模拟计算,目前较为普遍的观点为钛合金中绝热剪切带的形成机制为动态再结晶.而动态再结晶的过程目前有四种主流的观点,分别是传统动态再结晶、连续动态再结晶、孪生动态再结晶与相变诱发动态再结晶.针对不同的动态再结晶方式,研究者们建立了基本的变形模型与理论依据,并找到了一定的实验证据.本文通过总结近年来学者们对钛及钛合金动态塑性变形行为研究的典型成果,重点介绍了绝热剪切带的形貌与性能及其形成的不同机制.同时对钛合金中绝热剪切带的几种不同的形成机制及其研究中存在的问题进行了分析讨论,旨在为未来的研究探索提供有用的参考.