含钪2099铝-锂合金热压缩变形行为及其组织演变

利用Gleeble-3800热模拟试验机进行热变形实验,开展含钪2099铝-锂合金的热变形行为研究。研究表明:在热变形初期,随着应变量的增加,流变应力呈急剧上升的趋势。在应变量为0.06左右时,合金在各变形条件下的流变应力均达到峰值;当应变量继续增加时,合金的流变应力开始出现不同程度的下降。ln[sinh(ασ)]与lnε·以及ln[sinh(ασ)]与1/T之间满足线性关系,其平均热变形激活能为182.451 k J/mol,合金热压缩变形时的流变应力方程为ε·=2.05×10~(16)[sinh(0.01752σ)]~(6.542)exp(-182451/RT)。在变形温度为400℃,应变速率为1 s~(-1)条件下,合金组织中存在大量的位错墙;随着应变速率的降低,当应变速率为0.01 s~(-1)时,合金内部可以观察到少量动态再结晶组织。     

409L铁素体不锈钢热变形行为

采用热/力模拟实验方法研究了409L铁素体不锈钢(409LFSS)在950～1150℃、应变速率为0.05～2.5 s-1条件下的热变形及组织变化,讨论了热变形参数对流变应力和显微组织的影响.结果表明,409L铁素体不锈钢的表观应力指数及热变形表观激活能分别为4.45、262 kJ/mol;其热变形方程为ε=5.347×1011[sinh(α·σp)]4.45exp(-262000/RT);该钢的铁素体软化机制与Z参数有关,且随着Z值从2.09×108增加到3.92×1011,热变形峰值应力相应从13.73 MPa增加到65.08 MPa.     

P550奥氏体不锈钢的热变形行为研究

利用Thermecmastor-Z热模拟试验机对P550奥氏体不锈钢进行了高温热压缩试验,研究该钢在850~1 150℃、应变速率0.1~20 s~(-1)条件下的热变形行为。结果表明:P550不锈钢的流变应力随着变形温度的降低和应变速率的提高而增大;随着变形温度的升高和应变速率的增加,高温铁素体的数量减少、尺寸减小,发生动态再结晶的晶粒数量增多;计算获得该钢种的热变形方程为ε=5.5e~(30)[sinh(0.004 3σ)]~(12.38)exp(-794/RT);依据热加工图得出该钢种热加工的流变失稳区为:T=900~1 100℃,ε·=0.1~1 s~(-1),该区域为不均匀塑性变形区,在热加工过程中应予以避免。     

Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。     

船用高强度钢AH32热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热/力模拟机研究了AH32钢在应变速率0.01～10 s-1,变形温度800～1000℃下的高温塑性变形行为.结果表明,实验用钢的应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增加,其热变形流变应力行为可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述.以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了实验用钢的应力指数n和热变形激活能Q,分别建立了峰值应力σp和流变应力σ0.2及峰值应变εp和临界应变εc与Z参数的关系.     

挤压态Ti-1300合金管材高温变形行为及本构模型

利用Gleeble 3800热模拟试验机研究了挤压态Ti-1300合金管材的高温变形行为,试验温度750~950℃、应变速率0.001~1 s~(-1)、最大变形量70%。结果表明:Ti-1300合金管材高温变形应力先随应变的增大而增加,到达峰值应力后逐渐降低,最后趋于稳态。峰值应力随变形温度的降低和应变速率的升高而升高。根据Arrhenius公式,建立了该合金管材的本构模型:ε觶=2.8437×10~8×[sinh(9.40×10~(-3)σ)]~(2.90958)×exp(-218.586/RT)。计算的流变应力与试验结果符合较好,该模型可为实际生产提供理论指导。     

热变形条件下高氮CrMn型不锈钢的力学与组织行为

研究了高氮CrMn型不锈钢在温度950~1200℃,应变速率0.01~10 s-1内热变形时的力学行为与动态组织演变规律。通过回归计算,得到了试验钢热变形激活能为320 kJ/mol,表观应力指数3.51,建立了热变形方程;得到了峰值应力(σp)、发生动态再结晶的临界应变(εc)与温度(T)、应变速率间(ε觶)的定量关系。结果表明,σp与εc均随T升高而降低,随ε觶增加而增大。在1150℃、0.01 s-1热变形条件下试验钢可获得均匀细小的完全动态再结晶组织。     

高碳钢72A热变形行为及动态再结晶模型

通过热模拟试验机Gleeble3800试验,在温度700~1100℃、应变速率1~10 s-1的工艺条件下,对高碳钢72A进行高温热压缩变形,测得不同温度下的应力-应变曲线,并对其动态再结晶过程进行分析。结果表明,随应变速率的增加和变形温度的降低,高碳钢72A发生动态再结晶时的峰值应力逐渐增大。高碳钢72A的热变形激活能Q为107.5 k J/mol,其热变形方程为ε觶=3.64×1011[sinh(α·σp)]2.67exp(-1075000RT)。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的高温热压缩变形

采用Gleeble-3500热模拟机对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行高温热压缩变形,研究分析了材料的微观组织和流变应力-应变关系曲线并进行线性拟合,建立相应的热变形本构关系,并分析其变形规律。结果表明,变形组织很大程度上继承了铸态均匀化组织的形貌;温度越高,越早达到峰值应力,流变应力值与峰值应力值之间的差值也越小;且稳态应力值随之越小。本构方程为ε·=5.314 5×10~(16)[sinh(0.009 717σ)]~(5.401 38)exp[-253.927/(RT)]。     

节镍型高氮奥氏体不锈钢的动态再结晶行为

对节镍型高氮奥氏体不锈钢在不同应变速率、不同变形温度下进行热变形模拟试验,并根据试验数据绘制应力-应变曲线。利用加工硬化率θ与应力-应变σ的曲线拐点和-dθ/dσ-σ曲线最小值点判定动态再结晶开始状态。确定动态再结晶临界应力σ_c和临界应变ε_c。同时计算出临界应变ε_c与峰值ε_p间的关系:ε_c≈0.378ε_p。构建出节镍型奥氏体不锈钢动态再结晶临界应变预测模型:lnε_c=0.026 85lnZ-4.7358。     

2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热变形温度为950~1200 ℃、应变速率为 0.01~10 s^-1条件下2507超级双相不锈钢的热压缩变形行为,并借助光学显微镜观察了不同变形过程中的微观组织演化。基于试验数据分析,建立2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图。结果表明:流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在高应变速率下,流变曲线出现“类屈服平台”。试验钢的热变形激活能为414.57 kJ·mol^-1,应力指数为4.18,峰值应力本构方程为ε·=3.69×10¹⁵[sinh(0.0101σ)]^4.18exp-414.57RT,根据微观组织分析及热加工图确定出试验钢的最佳热加工区域为热压缩温度1060~1120 ℃,应变速率0.01~0.1 s^-1。     

生物医用镁锌钇钕合金热变形行为的研究

采用GLEEBLE 1500热模拟机对挤压Mg-2.3Zn-0.5Nd-0.4Y生物医用镁合金在温度为200~400℃、应变速率为0.001~0.100 s-1、最大变形程度为60%的条件下,进行压缩模拟实验研究,分析了实验合金在热变形时的流变行为。实验表明此合金是正的应变速率敏感材料。合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而降低;应力-应变曲线以动态再结晶软化机制为特征,热变形应力指数n为4.0035,变形激活能Q为108.04 kJ/mol,流变应力行为满足双曲正弦关系,本构方程为:??=A[sinh(ασ)]nexp[–Q/(RT)]=1.1498×107[sinh(0.0133σ)]4.0035exp[–108.04/(RT)],该本构关系模型的计算结果与实验值间相对误差小于10%,为确定该医用镁合金的后续热加工提供了理论依据。     

GH674高温合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机对GH674高温合金在应变速率为0.01s-1~1.0s-1、变形温度为950℃~1200℃、真应变为1的条件下的热变形行为进行了研究。结果表明,在试验研究的变形条件下,GH674型高温合金在热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;用Zener-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行为;所获得的峰值应力热变形方程为σp=21.3139ln.ε+9.580495×105/Τ-538.11638;其热变形激活能Q为373.7102803kJ/mol。     

Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的热变形行为

研究了Mg-4Sn-2.5Pb镁合金在变形温度为250~400℃,变形速率为0.001~10.000 s~(-1)范围内的热变形行为。结果表明,合金的流变应力随着应变速率的增加而增大,随着温度的升高而减小,当达到一定值后趋于平稳,表现出动态回复和再结晶的特征。计算所得该材料的热变形激活能Q为132.863 k J/mol,并确定了该材料本构方程为ln Z=22.77+5.06[sinh(0.025 6σ)]。     

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。     

Mg-5Gd-3Sm-0.5Zr耐热镁合金热压缩变形行为

采用铸造的方法制备了Mg-5Gd-3Sm-0.5Zr耐热镁合金,对实验材料进行固溶时效处理,在应变速率0.002~0.1 s~(-1)、变形温度350~500℃、最大变形量70%条件下,利用Gleeble-1500热模拟试验机进行热压缩变形实验,分析材料在不同变形条件下的真应力真应变曲线及组织变化。结果表明:在恒应变速率下热变形,真应力水平随温度升高而降低;在相同温度下进行压缩变形,实验合金的真应力随应变速率的增加而提高;实验合金适合热加工的温度在400℃以上;对数据进行处理,得到了实验材料的热变形激活能Q=222.433 k J/mol,本构方程为ε=1.70×1014[sinh(0.015σ)]3.77exp[-222433/(8.314T)]。     

Ti-3.0Al-3.7Cr-2.0Fe低成本钛合金的热压缩变形行为

为研究钛合金的热压缩变形过程中流变应力、显微组织等随变形条件的变化,对自行研制的Ti-3.0Al-3.7Cr-2.0Fe低成本钛合金在Gleeble 1500D热模拟实验机上进行高温压缩变形实验。对d 8 mm×12 mm的试样进行等温压缩变形实验,研究该合金在变形量为30%、50%和70%(对应真应变为1.2)、变形温度为800~950℃、应变速率为0.01~10 s 1条件下的变形行为、流变应力的变化规律以及变形条件对显微组织的影响。结果表明:该合金流变应力受变形温度和应变速率影响显著,流变峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。采用Arrhenius双曲正弦模型确定该合金在本实验条件下的变形激活能Q=214.22 kJ/mol和应力指数n=3.81,并根据得到的参数建立相应的热变形本构关系为=6.91×108[sinh(0.011σ)]3.81exp[214 220/(RT)]。通过显微组织观察发现,在950℃、变形速率≥0.1 s 1时,发生再结晶现象,且随着变形速率的增加,再结晶现象越明显。     

高性能桥梁钢A709M-HPS485wf动态再结晶临界条件的预测

通过单道次等温热压缩实验,分别采用Najafizadeh-Jonas加工硬化率模型和Cingara-McQueen流变应力模型研究了高性能桥梁钢A709 M-HPS485wf在温度为1273～1423K,应变速率为0.1～3s-1)变形条件下的奥氏体动态再结晶临界条件,获得了动态再结晶的临界应力与峰值应力比(σc/σp)及临界应变与峰值应变比(εc/εp),且由线性回归方法建立了该钢动态再结晶临界应力(σc)及临界应变(εc)与变形参数之间的定量关系.     

马氏体不锈钢Z2CN131动态再结晶行为研究

使用Gleeble-1500热模拟力学实验机研究了不同变形温度、应变速率对Z2CN131马氏体不锈钢流变应力的影响。结果表明:Z2CN131马氏体不锈钢在低的应变速率(0.01 s-1)、高的变形温度(1050、1150℃)时发生动态再结晶;在lnθ-ε曲线图出现的拐点,-坠lnθ/坠ε-ε曲线图上出现的极小值点,所对应的应变为动态再结晶的临界条件,由此可确定动态再结晶临界应变。基于Avrami方程建立了Z2CN131马氏体不锈钢的再结晶模型。     

00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的热变形行为

采用Gleeble．3800热模拟机研究了铸态00Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢在应变速率为0．1s^-1。10s^-1,变形温度为1000,1200℃下的热变形行为,分析了流变应力与应变速率以及变形温度之间的关系。结果发现在同一应变速率下随温度的升高峰值应力值σp。减小;在同一温度下随着应变速率的减小峰值应力值σp也减小,并获得了在热变形条件下该双相不锈钢的热变形方程以及其它热变形参数,计算出该双相不锈钢的热变形激活能为433kJ／mol。