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。     

易拉罐用铝材多道次热压缩变形的软化规律研究

用Gleeble-1500型动态热／力模拟试验机对经高效熔体处理及均匀化退火的易拉罐用铝材进行轴对称等温热压缩试验，探讨了多道次热压缩变形条件下该材料的软化规律，结果表明：在相同的应变速率（0．5s^-1）和应变量（ ε=0．7）下，随变形温度T的升高、道次间隔时间t的延长、变形道次数n的增加，对应各道次的流变应力降低、峰值软化系数SD升高，逐渐呈现明显的稳态流变特征；当￡≥1min后，再结晶驱动力降低，对应道次流变应力变化幅度不大，道次问软化趋势变缓。在试验条件下，当r≥673K，t=1-3min，n=3时，可获得较理想的组织。     

经不同熔体处理的易拉罐用铝材的热压缩变形组织

采用动态热/力模拟实验技术对经不同熔体处理的易拉罐用铝材进行高温压缩变形实验,并用光学显微镜、透射电镜分析探讨其热变形组织特征。结果表明:冶金质量影响易拉罐用铝材的动态再结晶组织特征,在未处理或常规熔体处理状态下存在枝晶网胞结构,晶粒组织不均匀;高效熔体处理使易拉罐用铝材在较低的温度下即可通过亚晶合并方式发生动态再结晶,并在变形温度573~673 K、应变速率0.1~1.0 s-1、变形量约0.7的较宽的热变形工艺条件下可获得细小且分布较均匀的再结晶晶粒组织。     

熔体处理对易拉罐用铝材热压缩流变应力的影响

采用动态热/力模拟试验技术进行等温压缩变形试验(T=573 K~773 K,.ε=0.01 s-1~10.0 s-1),初步探讨了熔体处理对易拉罐用铝材热变形流变应力曲线特征的影响。结果表明:经不同熔体处理的易拉罐用铝材均易发生动态软化并最终进入稳态流变阶段,属负温度敏感性和正应变速率敏感性材料:在T=673 K、.ε≥10.0 s-1的热变形条件下,均发生不连续动态再结晶;高温低速大应变量的热变形减弱了熔体处理对热变形流变应力的影响作用,使流变应力水平趋于一致;夹杂物等冶金缺陷的存在有利于易拉罐用铝材发生动态软化,而有效的熔体处理则提高该材料的热变形均匀性。     

20CrMnTiH钢热压缩微观组织演变及动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟机对20CrMnTiH在温度为950℃~1 150℃、应变速率为0.01s~5s-1、变形量为60%条件下进行等温压缩实验,研究热压缩变形过程中变形温度和应变速率对材料流变应力和微观组织演变的影响规律。在对实验数据回归分析的基础上,建立20CrMnTiH动态再结晶模型;将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,模拟热压缩过程中的动态再结晶。结果表明,升高变形温度和降低应变速率均有利于20CrMnTiH发生动态再结晶,变形后再结晶晶粒尺寸增大,且动态再结晶体积分数增加;模拟结果与实验结果吻合。     

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.     

7A04铝合金热变形过程微观组织演变

以热模拟压缩实验和金相实验为基础,探讨7A04铝合金热压缩变形过程中应变速率和变形温度对流变应力和微观组织的影响规律。通过对实验数据进行回归分析,构建了该合金热压缩变形过程的微观组织演化模型。将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,对热压缩过程进行数值模拟。结果表明,所建立的微观组织演化模型可以很好的预测7A04合金在热变形过程中晶粒尺寸的演化规律。     

ZK60镁合金热变形过程中的应变强化与动态再结晶行为(英文)

研究ZK60合金的高温流变应力行为。分别采用Kocks-Mecking模型和Avrami方程对合金的应变强化和动态再结晶过程进行模拟,在此基础上,构建一个考虑合金动态再结晶软化的流变应力方程并对流变应力进行预测。结果表明:预测曲线与实验结果具有很高的相关系数,所构建的流变应力方程能准确地描述热变形过程中合金的流变应力行为。微观组织观察表明在变形初期合金组织主要为动态回复组织,随着应变增加,逐渐转变为再结晶组织。     

一种新型β钛合金Ti-34521高温变形过程中微观组织演变机制

采用Gleeble-3500热模拟压缩试验机对一种新型的β钛合金Ti-34521进行热模拟压缩实验,其应变速率为0.1～30 s-1,变形温度为750～1000℃,压下量为50％,并采用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术对变形后的微观组织进行表征,研究了该合金高温变形过程中的微观组织演变机制.结果表明:变形后合...     

GH742合金热变形行为与微观组织演化

在MTS热模拟实验机上采用等温压缩实验的方法研究了GH742合金热塑性变形行为,获得了合金在温度为950—1150℃、应变速率为0．001—1s^-1的热加工变形条件范围内的流变应力数据,并对合金变形过程中的组织演变过程进行了分析．结果表明,当合金在1075℃以上的单相区内变形时具有低的流变应力,合金的表观激活能接近晶界扩散激活能,变形行为受再结晶晶界迁移过程的控制,易于获得充分动态再结晶组织．在两相区内,GH742合金具有高的表观激活能,随着变形温度的下降和应变速率的增大,流变应力大幅度升高,同时动态再结晶过程受到抑制．在单相区与两相区交界温度范围内,流变应力出现台阶式突变,同时表观激活能大幅度升高,由于应变诱导析出γ’相抑制了再结晶晶界的迁移,再结晶晶粒直径随变形量的增加而大幅度减小,从而使微观组织得到有效的细化．     

铝合金多道次热变形过程的动态与静态软化

在Gleeble1500热力模拟机上，采用双道次间隙式等温热压缩试验，对1050、5182和7075铝合金多道次热变形过程中动态与静态软化特性进行研究，变形温度为300℃和400℃，应变速率为0．5s^-1，两道次间隙时间在30－120s内变化，每道次应变控制在0．4。结果表明，在400℃时，1050和7075铝合金流动应力由于结构软化而存在相当强的动态软化和奇异的静态软化，导致第二道次的起始流动应力比前一道次的起始流动应力低；对于所有合金，静态软化随着变形温度和道次间保温及停留时间的增加而增加，但是在同一变形条件下，5182铝合金的静态软化速率比1050和7075铝合金高。     

新型高强铝合金的热变形行为及组织演变

采用高温压缩实验研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在温度300~450℃、应变速率0.001~10 s-1和压缩变形程度30%~80%范围内的热变形行为和组织演变。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。动力学分析获得该合金热变形的应力指数和激活能分别为4.97和150.07 kJ/mol,表明合金的热变形主要受扩散所控制。金相组织观察发现,随着变形温度的升高或应变速率的降低,变形组织晶内析出相逐渐溶入基体组织,晶内组织逐渐趋于均匀;同时粗大的晶粒沿变形方向拉长,晶界难溶相的碎化和弥散化程度增大。TEM和EBSD(electron back-scattered diffraction)组织分析表明,该合金在高温压缩变形过程中组织演变主要是亚晶的形成和完善的过程,热变形组织演变机理为动态回复和大应变几何动态再结晶。     

微量RE对易拉罐用铝材中富Fe杂质相的变质作用

在易拉罐用铝材熔体中添加微量RE元素对富Fe杂质相进行变质处理，采用扫描电镜（SEM）、X-Ray衍射（XRD）、能谱分析（EDAX）等分析测试手段研究杂质相的变质效果。结果表明：RE聚集于基体晶界，可通过与Al生成富Fe相异质形核核心，影响溶质原子扩散过程和杂质相生长方式，取代富Fe相中部分组成元素以降低x（Fe）/x（Mn）的经值等途径提高富Fe相形核率，并促使其生长形态发生变化，变质效果显著，即晶界处由粗大鱼骨状的Al（Fe,Mn,Si）复合相转变为Al（Fe,Mn,Mg,Si,RE）和Al（Fe,Mn,RE）复合相，分别呈短小骨骼状或小球状，可明显提高该事金的塑性。     

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。     

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.     

罐用铝材铸态组织结构的电镜观察

采用SEM、EDAX和TEM及选区电子衍射(SAED)等方法,考察和分析了经不同熔体处理的高成形性压力罐用铝材的铸态微观组织结构特征.结果表明,压力罐用铝材中的氧化夹杂物主要为面心立方晶格的γ-Al2O3,富Fe杂质相主要有单斜晶格的Al3Fe相、六方晶格的T1相(Al12Fe3Si)和AlFeSiRE相,其中AlFeSiRE相的晶体结构较复杂,有待进一步确定.熔体处理对罐用铝材铸态的微观组织结构产生了显著影响.未处理或常规处理时,氧化夹杂物数量较多,且呈聚集成团、不均匀分布,尺寸较大(10～40 μm);富Fe相主要为单斜晶格的Al3Fe及六方晶格的T1相,还有少量的亚稳相Al6Fe等存在.这些相呈粗大针条状、骨骼状存在,并且夹杂物与富Fe相易于聚集在一起.高效熔体处理后,夹杂物量少且尺寸细小(≤4 μm),均匀弥散分布;同时富Fe相主要为AlFeSiRE相和极少量Al3Fe相,AlFeSiRE相呈细小团球状(＜0.5 μm)或短棒状(宽＜2 μm,长＜8 μm),沿晶均匀分布,未发现夹杂物与富Fe相聚集成一体的现象.     

GH625合金的动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了GH625合金在变形温度为950～1150℃,应变速率为0.001～5s-1条件下的热变形特性,并用OM和TEM分析了变形条件对微观结构的影响。结果表明:当应变量很小时,该合金没有发生再结晶,直到应变量达到0.1时才开始有再结晶晶粒析出。随着变形温度的升高,再结晶晶粒尺寸增大,位错密度降低;当温度较低时显微结构中可以观察到孪晶。当变形温度一定时,随应变速率的增大,再结晶的形核率增大且晶粒变小,位错密度变大;而当应变速率较低时,再结晶进行得比较充分,晶粒尺寸较大。根据实测的应力-应变曲线,获得了该合金发生动态再结晶的临界应变εc和峰值应变εp与Z参数之间的关系:εc=2.0×10-3.Z0.12385,lnεp=-6.02285+0.12385lnZ。此外,还采用定量金相法计算出了合金的动态再结晶体积分数,并建立了该合金动态再结晶的动力学模型:Xd=1-exp[-0.5634(ε/εp-0.79)1.313]。     

汽车用铝合金热变形行为与热冲压工艺研究

采用有限元软件ABAQUS对铝合金杯形件热冲压成形进行模拟。分析了杯形件热冲压过程中的温度、应力、应变、厚度分布特点以及冲压力变化规律。结果表明,通过铝合金杯形件热冲压成形实验,对成形后的杯形件进行厚度分析,表明有限元模拟是准确的。     

高强耐腐蚀Ti80合金的热变形行为及热轧板材的组织性能研究

通过热模拟实验研究Ti80合金热变形行为及组织演化规律,考察该合金的应力-应变曲线、加工硬化规律并建立该合金的热加工图。在此基础上,进行不同热轧工艺下的Ti80合金板材制备,研究其微观组织变化对力学性能的影响,探索Ti80合金具有最优力学性能的工艺条件。结果表明:Ti80合金的峰值应力和加工硬化率随着变形温度的升高以及变形速率的降低而减小,属于变形温度和应变速率敏感型合金。通过热加工图计算分析,温度在800～920℃、920～1050℃,应变速率在0.01～0.1 s-1范围内为最佳的稳定变形区。随着变形温度的升高,其微观组织经历由等轴组织、双态组织到层片组织的变化。同时,随着应变速率的升高,存在β转变组织形态的变化。对比分析Ti80合金不同热轧条件下的力学性能,初轧温度1060℃、终轧温度950℃时,显示为网篮组织+块状α相的混合组织形态,此时具有最优的强度和塑性性能,抗拉强度为881.6MPa,延伸率为11.27%,展现为韧性断裂。