3003铝合金的热变形机制研究

根据3003铝合金热压缩试验数据,采用动态材料模型构建了铝合金的热加工图,研究了铝合金的微观组织演变并建立了热变形机制图。结果表明,3003铝合金在低温高速区域发生加工失稳;在中温高速区域,发生动态再结晶,并且此区域为热加工的最佳区域。     

TiAl合金高温流变行为及流动应力模型

为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050～1 200℃、应变速率为0. 001～1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本构方程。结果表明:TiAl合金的流变行为对变形速率和温度敏感,在热压缩过程中TiAl合金的流动应力呈现出加工硬化和流变软化的特征。通过电子背散射衍射(EBSD)观测发现,软化机制主要是先在晶界位置发生动态再结晶,然后再结晶向晶内扩展。通过计算,TiAl合金的变形激活能为360 k J/mol。采用最小二乘法得出了TiAl合金的流动应力模型,基于此模型绘制的流变曲线与实验值吻合较好,误差小于±5%,能够对TiAl合金高温流变行为进行较为准确的预测。     

TC11钛合金片层组织热变形球化机制

采用TEM、SEM和EBSD等组织分析技术研究了β退火态片层组织TC11钛合金两相区热变形球化过程中组织的精细结构和晶界特征.结果表明,片层组织的球化过程包括α片内小角度晶界形变和回复亚结构的形成、β相沿亚晶界扩散和晶界滑动作用下片层的解体以及晶界扩散和滑动驱动下α晶粒的球化和组织的均匀化.EBSD测试结果揭示了片层组织两相区热变形的球化机制为α相的连续动态再结晶和β相的动态回复或不连续动态再结晶过程.     

铸造高铌TiAl合金的热变形能力研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对高铌TiAl合金进行等温热压缩试验,研究其热压缩变形的流变应力行为.压缩试验的形变温度为900～1250℃,形变速率为5×10-4～1s-1,工程压缩应变为50%和80%.用Zenner-Hollomon参数的指数函数能较好地描述该合金高温变形时的流变应力行为;所获得的峰值应力热变形方程为Op=197.61n{(Z/9.59×1015)0.285+[(Z/9.59×1015)0.570+1]1/2},其变形激活能为(497±49)kJ/mol.本研究还给出了铸造高铌TiAl合金热变形抗力图.     

TiAl基合金的超塑性变形机理

对国内外在TiAl基合金的超塑性研究中所提出的各种变形机理和调节机制进行了综述，并介绍和分析了该合金在超塑性变形中所呈现的各种应力-应变关系。     

TiAl基合金超塑性变形的力学行为研究

采用恒应变速率和应变速率递增实验研究了变形态Ti-48Al-2.3Cr-0.2Mo(at%)合金的超塑性变形力学行为,并根据计算得到的变形激活能,结合超塑性变形的流变曲线形态,对TiAl基合金的超塑性变形机理进行了分析。超塑性拉伸试验分别在800~900℃区间和950~1100℃区间和应变速率ε=1×10-35×10-5 s-1的条件下进行。结果表明,变形态TiAl基合金超塑性变形的应变-应力曲线上几乎没有稳态塑性流变阶段。在950~1100℃区间,加工硬化现象显著。当T>1025℃或ε≤5×10-4 s-1时,应力-应变曲线呈典型的加工硬化形态,并且随着变形温度升高和应变速率降低,加工硬化阶段增长。原始组织中的高密度位错是引起加工硬化的原因。在800~900℃区间,应变速率敏感性因子m的最佳值在0.52~0.67之间,超塑性变形的表观激活能为Qapp=178 kJ/mol,晶界扩散是超塑性的速率控制机制。在950~1100℃区间,m的最佳值在0.63~0.77之间,超塑性变形的表观激活能值Qapp=290 kJ/mol,晶格扩散是超塑性变形的速率控制机制。     

Ti-1300合金的热变形行为研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Ti-1300近β钛合金进行了等温恒应变速率压缩试验.变形温度范围为:920～1010℃,应变速率范围为:0.01～10 s-1,最大变形量为80%.根据试验数据建立了Ti-1300合金高温热变形行为的流变应力模型,得出该合金的变形激活能为177.59 kJ/mol.结合样品的显微组织分析可知,该合金在低应变速率下发生了动态再结晶,且随着温度的升高,再结晶晶粒呈现长大的趋势:在高应变速率下以动态回复为主.结果表明,为获得细小的再结晶组织,Ti-1300钛合金宜在相变点以上50～150℃的温度范围内采用较低的变形速率进行锻造.     

01570铝合金热变形行为的实验研究

采用Gleeble-1500热模拟机对圆柱试样进行恒温和恒速压缩变形实验，研究了01570铝合金在变形温度为360-480℃、应变速率为0．001～1s^-1条件下的流变变形行为。结果表明：应变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响，流变应力随温度升高而降低，随应变速率的提高而增大，达到峰值后趋于平稳，表现出动态回复的特征。可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述01570铝合金高温塑性变形时的流变行为。     

易切削Cu-Se-Bi合金的高温塑性变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机研究了Cu-Se-Bi合金在变形温度为550～700 ℃,应变速率为0.01 ～10.00 s-1条件下的流变应力变化规律和微观组织,并根据试验数据确定了本构方程.结果表明,Cu-Se-Bi合金高温动态再结晶明显降低合金的流变应力,变形量在15%～80%时,流变应力趋于稳定;当应变速率为2.50、10.00 s-1时,流变应力出现波动,温度为700 ℃、应变速率为10.00 s-1、应变在0.09～0.15时应力波动值可达12 MPa;变形量越大,动态再结晶越明显;应变速率越小,晶粒越细小;当温度为600 ℃、变形量为60%、应变速率为0.01 s-1时,平均晶粒尺寸为8.5 μm.     

Dominant Deformation Mechanisms in Mg-Zn-Ca Alloy

The coaddition of Zn and Ca has great potential to improve the ductility of Mg alloys. Herein, the mechanical properties of an extruded Mg-Zn-Ca solid-solution alloy were studied by quasi-in situ electron backscatter diffraction (EBSD)-assisted slip trace analysis. The dominant deformation mechanisms of the Mg-Zn-Ca alloy were studied, and the origins of enhanced ductility were systematically revealed. The results indicate that most grains deformed by basal slip. In addition, multiple non-basal slip traces were detected (particularly prismatic, pyramidal I <  a > , and pyramidal I <  c +  a > slip traces), and their activation frequency was promoted with increasing tensile strain. The enhanced participation of non-basal slip systems is believed to play a critical role in achieving homogeneous plastic deformation, thus effectively promoting the ductility of the Mg-Zn-Ca alloy. Furthermore, first-principle calculations revealed that the coaddition of Zn and Ca significantly reduces the unstable stacking fault energy for non-basal slip, which contributes to the activation of non-basal slip systems during plastic deformation.     

Mn和V对TiAl合金热腐蚀的影响

Mn和V对TiAl金属间化合物在900℃(Na，K)2SO4熔盐中热腐蚀行为的影响有所不同．TiAl合金中加入Mn后，最外层的腐蚀产物为以Al2O3为主、另有少量TiO2的混合物；内层是Al，Ti和Mn的混合氧化物以及Ti的硫化物．加Mn在一定程度上减弱了TiAl合金的耐蚀性TiAl和TiAl-Mn合金中加入V后耐蚀性明显变差，最外层腐蚀产物以TiO2为主，并含有少量Al2O3和微量的V2O5，腐蚀层中的V2O5引起Al2O3的酸性溶解，因而不能形成保护性的Al2O3层，形成的TiO2和Al2O3混合膜的黏附性差，较易剥落。     

CuNiSiAg合金热变形行为研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2．0Ni-0．5Si-0．15Ag合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究。结果表明,应变速率和变形温度变化对合金的流变应力影响较大,变形温度越高,应变速率越小,合金的流变应力越低,即合金越容易发生动态再结晶;合金的显微组织随变形温度的升高先部分细化,随后细化区域扩大,最后晶粒长大并均匀化;求得Cu-2．0Ni-0．5Si-0．15Ag合金的热变形激活能Q为312．3kJ／mol,Z参数的对数和峰值应力较好地满足线性关系,建立了Cu-2．0Ni-0．5Si-0．15Ag合金的流变应力方程。     

大尺寸高铌钛铝合金铸锭的组织

通过金相、扫描电镜、投射电镜、X-射线和能谱等方法对真空自耗 真空自耗凝壳复合熔炼工艺制备的Ti-45%Al-(8～9)%Nb-(W,B,Y)(原子分数)合金大尺寸铸锭的组织进行了分析。结果表明,铸锭组织是由表面细小均匀和大部分存在微观偏析的γ/α2片层团和少量分布于片层团间的γ和β(B2)晶粒组成的近层片组织(NL)。大部分组织含有明显的γ聚集区,片层团的尺寸为75μm,平均片层厚度为700nm。β以不规则形状存在于片层团间或以片状和块状存在于片层团内。另外有大量长达60μm的棒状和针状硼化物。     

β相稳定元素对TiAl合金高温变形行为的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。     

AZ80镁合金热变形行为研究

采用圆柱体等温热压缩试验对AZ80镁合金的热变形行为进行研究.结果表明,当变形温度为200～350℃、应变速率为2×10-3～1 s-3时,随着应变速率的增加和变形温度的降低,合金的流变应力增加;通过线性回归获得了AZ80镁合金高温条件下的流变应力本构方程,发现应变速率敏感指数m随着温度的升高呈上升趋势;同时采用力学方法直接从流变曲线确定了AZ80镁合金发生动态再结晶的临界应变量,并回归出临界应变量与Z参数的关系式.     

Cu-Ti合金的热变形行为及其组织研究

研究了Cu-Ti合金的热模拟压缩试验.试验表明:变形温度的升高和应变速率的减少使峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响进入稳态流动所需变形量.建立的Cu-Ti合金高温变形时的流变应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流变应力的影响,模型的计算精度较高.根据实验建立了热加工图.通过对热压缩变形过程中组织的观察得出,不连续β相的析出,是材料加工软化的主要原因.     

Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金的热变形和加工图

采用GLEEBLE-1500热模拟实验机对Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金在变形温度为523～723 K、应变速率为0.002～1.000 s-1、最大变形程度为50%的条件下,进行了高温压缩试验研究.采用指数关系式描述了合金在热变形过程中的稳态流变应力.利用动态材料模型构建了热加工图,结合组织观察结果认为,该合金在变形温度为673 K、应变速率为1.000 s-1时功率耗散效率达到峰值0.36,因此,中温高应变速率区域为最佳加工性能区域.要想获得较大范围的最佳加工性能区域,应采用多道次小变形量进行加工.     

Hot Deformation Behavior of ATI 718Plus Alloy with Different Microstructures

In this work, the eff ect of microstructure on hot deformation behavior of ATI 718Plus(hereinafter refers to 718Plus) alloy was studied by isothermal compression test. The results showed that when the strain rate was 0.01–0.1 s^-1 with deformation temperature of 980 and 1030 °C, hot deformation behavior was mainly aff ected by dislocation density. Dislocation density of the air-cooling alloy was larger than that of the furnace-cooling alloy, which makes its critical strain smaller and ...     

变形量对CuCrZr合金再结晶的影响

研究了变形量对CuCrZr合金再结晶的影响,根据公式G=G0exp^（-Q/RT）计算出再结晶激活能（Q）。结果表明,CuCrZr合金再结晶随变形量的增加而加快,主要是由于再结晶激活能的减小所致。