3003铝合金热变形动态再结晶临界条件的确定

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300~500℃,应变速率为0.01~10.0 s-1高温等温压缩实验,利用Zener-Hollomon参数模型建立了合金热变形峰值流变应力本构模型。结合显微组织观察分析,3003铝合金热变形软化机制主要是动态再结晶,随着ln Z值的减小,动态再结晶进行得越充分;ln Z值较大时,3003铝合金热变形过程中的软化机制主要以动态回复为主,据此获得合金发生动态再结晶的临界条件为T≥400℃,ln Z≤31.98。由应变硬化速率计算合金发生动态再结晶的临界应变为εεc=0.00532ln Z-0.12452,其大小与Z参数成正比关系。     

Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶

研究Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶规律.对该合金在变形温度为623～773 K、应变速率为0.01～1 s~(-1)条件下进行单向压缩实验,用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜及织构测试仪对压缩后的合金组织与晶体取向进行分析.结果表明:曲线的峰值应力、稳态流动应力均随Zener-Hollomon (Z)参数的增加而增加;变形温度的升高以及应变速率的提高均能减弱{0001}基面织构,强化柱面织构;动态再结晶晶粒尺寸随Z参数的增加而减小.根据实验结果,该合金在热轧时ln(Z)宜控制在28～32之间,变形温度在723～773 K之间.     

喷射成形7055铝合金的热变形行为及显微组织演变

采用Gleeble-3500热模拟试验机对经过致密化的喷射成形7055铝合金进行热压缩试验。热压缩之后的样品使用金相显微镜和透射电镜观察。结果表明:随着热变形温度的升高或应变速率的降低,峰值应力逐渐减小。该合金的热压缩流变应力行为可以用双曲正弦形式的方程表示,也可以用Zener-Hollomon参数来描述。喷射成形7055铝合金热变形过程中组织演变可以使用Zener-Hollomon参数定量表征,其软化机制主要为动态回复和动态再结晶。随着lnZ值的降低,合金的软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶且再结晶尺寸变大。变形后合金中分布的高密度、纳米级的Al_3Zr粒子可有效阻碍合金在热变形中的动态再结晶。     

7085铝合金的热变形动态再结晶行为（英文）

通过电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)和透射电子显微镜(TEM)研究7085铝合金在温度573~723 K、变形速率0.01~10 s~(-1)条件热压缩时的动态再结晶行为。结果表明,在高Zener-Hollomon(Z)值时,动态回复是主要的软化机制;随着Z参数值降低,出现动态再结晶。在ln Z=24.01(723 K,0.01 s-1)热压缩时,动态再结晶分数最高,为10.2%。EBSD结果表明,再结晶晶粒出现在初始晶界附近,其取向与变形晶粒接近。应变诱发晶界迁移是最可能的动态再结晶机制。晶界附近的低密度Al_3Zr弥散粒子有利于应变诱发晶界迁移的发生。     

易拉罐用铝材热变形过程中的微观组织与动态软化

采用热模拟试验技术和TEM分析,探讨了经高效熔体处理的易拉罐用铝材在不同变形条件下的微观组织特征和动态软化行为.结果表明,应变速率为0.1 s-1时,若变形温度较低,则发生了动态回复;若变形温度高于723 K,产生明显的动态再结晶;变形温度为673 K时,在低应变速率条件下,产生动态再结晶;应变速率高于0.1 s-1,软化过程具有动态回复和动态再结晶的混合特征;当应变速率高于5.0 s-1时,产生几何动态再结晶.     

易拉罐用铝材热变形过程中的微观组织特征与动态软化

采用热模拟试验技术和TEM分析,探讨了易拉罐用铝材在不同变形条件下的微观组织特征和动态软化行为。结果表明,应变速率为0.1s-1时,若变形温度较低,则发生了动态回复。若变形温度高于723K,产生明显的动态再结晶;变形温度为673K时,在低应变速率条件下,产生动态再结晶,变应速率高于0.1s-1,软化过程具有动态回复和动态再结晶的混合特征,当应变速率高于5.0s-1时,产生几何动态再结晶。     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金动态软化行为的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上,对添加Zr元素的Al-Zn-Mg-Cu合金在300~450℃和0.000 5~1.000s-1变形下进行热压缩试验。采用金相显微观察(OM)、电子背散射衍射分析(EBSD)和透射电镜分析(TEM)测试技术,研究了不同热变形工艺下合金的显微组织演变规律。结果表明,随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的位错密度降低,亚晶尺寸增加,峰值应力减小。在热变形工艺条件下,合金组织主要由小角度晶界构成,动态软化机制主要为动态回复。在AlZn-Mg-Cu合金中添加Zr元素,生成了大量尺寸为10~25nm的弥散共格Al3Zr粒子,该粒子在热变形过程中有效钉扎位错和亚晶界,抑制热变形过程中再结晶的发生,是热变形条件下仍保持动态回复组织的原因。     

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.     

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学

采用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金在温度为200～400℃、应变速率为0.001～10s-1、最大变形量为60%的条件下进行恒应变速率高温压缩实验,研究高温变形过程中合金的动态再结晶行为;采用EM模型描述合金的动态回复曲线,以此为基础,得出ZK60合金热压缩过程中的动态再结晶动力学Avrami方程.利用有限元模拟合金热压缩过程中的动态再结晶.结果表明ZK60合金热压缩过程中由于存在动态再结晶的软化作用,流变应力达到峰值后逐渐减小,并最终达到稳态;随着变形量的增加和变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加,合金变形更加均匀;随着应变速率的增加,动态再结晶分数有所减小,且.变形也更不均匀.     

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。     

先进高强DP980钢动态再结晶行为

在Gleeble 3500多功能热模拟试验机上,对高强DP980钢进行了单道次压缩实验,研究了该钢在1323～1423 K和0. 05～10 s-1变形条件下的热变形行为,分析了变形温度和变形速率对流变应力曲线的影响,揭示了变形软化机制,分析了在热变形过程中微观组织的演变规律,分阶段建立了热压缩变形抗力本构模型。结果表明:流变应力对变形温度和应变速率都很敏感,随变形温度的增加和变形速率的减小而减小,低应变速率下呈动态再结晶型软化机制;应变速率ε· 0. 1 s-1时,呈动态回复型软化机制。同一变形温度下,低应变速率易于该钢中奥氏体再结晶的启动;同一变形速率下,变形温度越高,奥氏体再结晶现象越明显。分阶段所建立的本构模型预测值与实验值的相关系数达到0. 9978,平均相对误差绝对值为2. 67%,证明此模型具有较高精度。     

42CrMo钢动态再结晶的临界条件

采用Gleeble-1500热模拟试验机对挤压态42CrMo钢进行等温热压缩实验,研究了在温度为1123～1348 K,应变速率为0.01～10 s-1条件下的动态再结晶行为。流变应力曲线对比分析表明:42CrMo钢在0.01～1 s-1的低应变速率下(除1 s-1和1123 K)发生动态再结晶型软化,在1～10 s-1的高应变速率下(含1 s-1和1123 K)发生动态回复型软化。采用加工硬化率的方法处理流变应力数据,结合lnθ-ε曲线的拐点及2(lnθ)/ε2-ε曲线的零点判据,研究42CrMo钢热塑性变形中动态再结晶发生的临界条件。结果表明:所有压缩试样均发生了动态再结晶;增加应变速率及降低变形温度会抑制动态再结晶的发生。进一步引入表征动态再结晶临界条件的临界应变模型,建立了临界条件与各热力参数之间的数学关系。验证表明该模型相对误差不超过7.8%。     

30%SiCp/2024Al复合材料动态再结晶临界条件

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对30%SiCp/Al复合材料进行热模拟试验,其变形温度为623~773K、应变速率为0.01~10s-1。采用加工硬化率法对应力-应变数据进行处理,结合lnθ-ε曲线的拐点和(-(lnθ)/ε)-ε)曲线最小值的判据,研究了该复合材料动态再结晶临界条件。结果表明,30%SiCp/2024Al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(σp)随变形温度降低或应变速率升高而增加;该材料的lnθ-ε曲线出现拐点,(-(lnθ)/ε)-ε)曲线出现最小值;临界应变(εc)随变形温度升高与应变速率降低而减小,且临界应变与峰值应变(εp)之间具有相关性,即εc=0.563εp;临界应变与Zener-Hollomon参数(Z)之间的函数关系为εc=7.96×10-3Z0.038。     

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Cu-0.92Cr-0.068Zr合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为500 ～ 800℃、应变速率为0.01～1 s-1工作条件下的流变应力行为和组织演变.结果表明:变形温度和应变速率对合金的高温变形有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的降低而减小;流变曲线表现出动态回复和动态再结晶两种特征.可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦函数算出Cu-0.92Cr-0.068Zr热变形激活能和高温热变形流变应力本构方程.合金形变组织受变形温度影响强烈.     

7B50铝合金热压缩变形加工条件的研究

在变形温度为300～460℃,应变速率为0.001～1.000 s-1的条件下,采用Gleeble-1500热模拟试验机对7B50铝合金的热变形加工行为进行了研究.结果表明,7B50铝合金在热压缩变形中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大.对该合金进行热变形加工的适宜条件是:热压缩加工温度为380～460℃、应变速率为0.100～1.000 s-1.在变形温度较高或应变速率较低的合金中发生部分再结晶,并且在合金组织中存在大量的位错和亚晶.随着温度升高和应变速率降低,亚晶尺寸增大,位错密度减小,合金的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶.     

Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr耐热镁合金热变形行为

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机,在变形温度为623~773 K、应变速率为0.002~1 s~(-1)、最大变形程度为50%条件下,研究Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr耐热镁合金的热压缩变形行为。分析合金在不同变形条件下流变应力的变化规律,并观察合金变形过程中显微组织的变化,建立具有双曲正弦关系的流变应力本构方程。结果表明:该合金的流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;而且合金在773 K热压缩变形时发生完全动态再结晶,整个组织呈现为均匀细小的等轴晶,有细小颗粒状第二相在动态再结晶的晶界分布;计算出了合金的热变形激活能为235.958 k J/mol;合金适合的热加工温度为723~773 K。     

挤压态Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金热变形本构特性、显微组织演变及加工图(英文)

在Gleeble-1500热模拟机上对Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金在变形温度300~500°C和应变速率0.01~10s-1条件下进行高温热压缩实验,并采用光学金相显微镜及透射电镜对该合金热变形过程的显微组织演变规律进行观察。结果表明:Al-1.1Mn-0.3Mg-0.25RE合金的峰值应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大,并可用包含Zener-Hollomon参数的双曲正弦关系来描述合金的热流变行为,其变形激活能为186.48 kJ/mol;热变形过程稳流过程是动态回复引起的,而流变软化与动态再结晶及成分相的转变有关;合金中主要成分相是富稀土相,这些相的形成对Fe和Si等杂质元素具有净化作用,并增加该合金在高温条件下的热加工性。结合加工图和显微组织可以确定在该实验范围内,合金热变形的最佳工艺参数为:热加工温度440~450°C,应变速率0.01 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。     

Al-Zn-Mg-0.25Sc-Zr合金的热压缩变形行为和微观组织演化(英文)

采用等温轴对称热压缩实验对Al-Zn-Mg-0.25Sc-Zr合金的热变形行为和微观组织演化进行研究。变形温度为340~500°C,应变速率为0.001~10 s-1。结果表明:稳态流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而增大,该合金的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为150.25 kJ/mol。在变形温度较高和应变速率较低(即Z参数较低)的条件下,动态再结晶更容易发生。随着Z参数的变小,合金的主要软化机制由动态回复转变为动态再结晶,合金中的位错密度降低,亚晶尺寸增大。     

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为及动态再结晶临界条件

采用Gleeble-1500热模拟实验机对Cu-0.90Cr-0.18Zr合金在变形温度为500~800℃、应变速率为0.01~1 s-1变形条件下进行热压缩变形实验,研究该合金的流变应力、本构方程及动态再结晶临界条件。结果表明:Cu-Cr-Zr合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增加,计算出该合金的热变形激活能为584.87 kJ/mol并构建本构方程;利用合金的lnθ-ε曲线出现拐点及-(lnθ)ε-ε曲线出现最小值来研究动态再结晶临界应变。