ZK60镁合金热压缩变形行为

为了研究ZK60镁合金的热变形行为,采用Gleebe-1500热模拟机在变形温度为423～673K、应变速率为0.001～10s-1条件下对合金进行的热压缩试验.分析合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,通过引入Z参数建立合金流变应力本构方程,并观察合金变形过程中的显微组织演变.结果表明:变形温度低于473K且应变速率大于0.1s-1时试样发生宏观开裂;在变形温度较高和应变速率较低时,合金真应力-真应变曲线具有动态再结晶特征.随变形温度升高和应变速率的降低流变应力减小,热压缩后的组织中再结晶现象越明显;应变速率越高,再结晶晶粒越细小.     

LD7铝合金热变形研究

在Gleeble-1500热模拟机上对LD7铝合金进行等温热变形实验,变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10s-1,研究其热变形的流变应力行为、显微组织及软化机制.结果表明LD7铝合金真应力-真应变曲线表现出动态回复特征,在应变速率ε=1.0s-1,变形温度高于420℃时,应力出现锯齿波动,表现出不连续动态再结晶特征.合金在压缩过程中主要软化机制为动态回复,同时也存在动态再结晶.变形后晶粒尺寸随变形温度升高而增大,随变形速率增加而减小.     

含Sc超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金的热变形行为和微观组织

采用热模拟实验对含Sc超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金在应变速率为0.001～10s-1、变形温度为380～470℃的条件下进行了热压缩实验.研究了实验合金的流变应力行为和微观组织演变.结果表明:流变应力随变形温度升高而下降;随应变速率增加峰值应力也相应增加.随变形温度升高和应变速率降低,合金动态再结晶的程度加深,亚晶尺寸变大.含Sc超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金,形成了Al3Sc弥散相,该相可强烈抑制再结晶.合金主要软化机制为动态回复伴随动态再结晶.     

Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金热压缩变形研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下,进行恒温压缩模拟实验研究.分析了实验合金在高温变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,研究了变形温度对合金显微组织的影响.计算了合金高温热压缩变形时的应力指数n、应力参数α、结构因子A以及平均热变形激活能Q.结果表明:合金的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述.当变形温度高于750℃时,合金流变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,合金显微组织为完全的动态再结晶组织.合金的热加工宜在应变速率为0.1～1s-1、温度为700～800℃范围内进行.     

ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形和加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对ZK60和ZK60-1.0Er镁合金进行了热压缩实验,分析了合金在温度为160~420℃,应变速率为0.0001~1.0s-1条件下的流变应力变化特征。结果表明:两种镁合金在热压缩过程中的流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,在流变应力达到峰值后随即进入稳态流变;稀土Er的加入使得平均变形激活能珚Q值由183kJ/mol降到153kJ/mol,应力指数n值由6提高到8;发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度升高和应变速率降低而降低,在420℃/1.0s-1高温高应变速率时,稀土Er的加入使得ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力值σc由76MPa降到50MPa。通过动态模型构建热加工图并结合金相组织观察可知:稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金的热加工失稳区,增加了热加工安全区的功率耗散效率峰值η_(max),由35%增大到45%,促进了动态再结晶晶粒的形核,但抑制了再结晶晶粒的长大。     

热挤压态Ni-Co-Cr基粉末高温合金热加工行为EI北大核心CSCD

利用Gleeble-3500D型热模拟实验机进行等温压缩实验,系统研究一种新型热挤压态Ni-Co-Cr基粉末高温合金在变形温度为1020~1110℃、应变速率为10-3~1 s-1条件下的热压缩变形行为,对获得的流变应力曲线进行摩擦修正,利用摩擦修正后的数据分别建立合金的热压缩本构关系方程和考虑应变补偿的流变应力模型;同时,构建热加工图,并结合显微组织分析,优化合金的热变形工艺参数。结果表明:合金在热压缩过程中发生了明显的动态再结晶现象,流变应力随应变速率的降低或变形温度的升高而降低。利用所建立的考虑应变补偿的合金流变应力模型进行流变应力的预测,其预测值与实验摩擦修正值吻合良好。根据构建的热加工图并结合微观组织分析,提出了合金较合理的热加工参数:变形温度约为1076~1103℃、应变速率约为10-3~10-2.77 s-1。     

高纯钛热变形的本构模型及微观组织演变

利用轴对称单向压缩法研究了纯钛在变形温度从723~873 K范围内、应变速率从0.001~1 s-1下的热压缩行为,并通过背散射电子衍射技术对不同热变形条件下的微观组织进行表征。研究结果表明,高温轴对称单向压缩下的纯钛经历从应变硬化阶段到稳态变形阶段的过程,在低的应变速率条件下材料流变应力出现平台,高的应变速率条件下,流变应力随变形过程逐渐增加。该合金流变应力的大小受变形温度、应变速率的强烈影响,随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,高纯钛是一种具有正应变速率敏感性的材料。该合金高温流变应力σ可采用ZenerHollomon参数的函数来描述,函数表达式中参数A、α和n的值分别为1.84×1024s-1、0.013 MPa-1、12.66,其热变形激活能Q为415.69 k J/mol。不同Z参数条件下微观组织对比分析表明在高的Z参数条件下,材料未发生动态再结晶,在低的Z参数条件下,材料发生明显的动态再结晶,在Z值介于两者之间时材料发生部分再结晶。     

含钪Al-Zn-Mg合金的热变形行为和显微组织EI北大核心CSCD

采用Gleeble-1500热模拟试验机对含钪Al-Zn-Mg合金进行热压缩实验,研究了合金在不同热压缩条件下的热变形行为和显微组织。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其热变形激活能为150.25kJ/mol。在变形温度为380℃,应变速率为1s-1条件下,合金组织中存在大量的位错墙,表明发生了动态回复现象。随着变形温度的升高,当温度为500℃时,合金中出现了再结晶晶粒,说明主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。     

Cu-Ni-Si-P合金动态再结晶研究及组织转变

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.03P合金进行高温压缩实验,应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃,对其高温等温压缩流变应力行为进行了研究.研究结果表明:随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大.在应变温度为750、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征.可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述Cu-2.0Ni-0.5Si-0.03P合金高温变形时的流变应力行为.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数n,应力参数α,结构因子A,热变形激活能Q和流变应力方程.合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响.     

ZnAl10Cu2合金在热变形过程中的球化及动态再结晶

采用Gleeble-1500D热模拟实验机研究ZnAl10Cu2合金在变形温度180~330℃、应变速率0.01~30s-1、真应变0.3~1.2时的热变形组织演化行为。结果表明:在不同变形条件下,共晶中的片状α2相发生了不同程度的球化和弯折,其球化程度随着应变速率的降低、变形温度的升高、真应变的增大而增加;同时,基体β相发生了动态再结晶。当变形温度小于270℃时,随着变形温度的升高,再结晶晶粒更为细小均匀。变形温度进一步升高,晶粒出现局部长大;当应变速率小于1s-1时,动态再结晶晶粒随应变速率的增大而减小;应变速率约为1s-1时,晶粒细小均匀;应变速率继续增加时,动态再结晶晶粒出现不均匀现象。     

Cu-3.0Ni-0.64Si合金的热变形行为

对Cu-3.0Ni-0.64Si合金进行了变形温度为750~900℃、变形速率为0.001~1s~(-1)条件下的等温压缩实验。结果表明,随着变形温度升高或变形速率降低,峰值应力明显降低,合金容易发生动态再结晶。通过线性回归分析,求得Cu-3.0Ni-0.64Si合金的变形激活能为410.4kJ/mol,建立了Cu-3.0Ni-0.64Si合金的高温热变形流变应力本构方程6)ε=e~(40.56)[sinh(0.017σ)]~(5.21)exp[-410.4×10~3/(RT)]。分别讨论了变形温度和变形速率对Cu-3.0Ni-0.64Si合金在等温压缩变形中显微组织的影响。最后基于动态材料模型理论,用Prasad失稳判据,得到不同真应变量下的热加工图。优化后的工艺参数为变形温度860~900℃和变形速率0.002~0.01s~(-1)。     

2519A铝合金热压缩流变行为和显微组织分析

在Gleeble-1500D热模拟仪上进行热压缩实验,研究温度从300℃～450℃、应变速率为0．001～10s^-1时2519A铝合金热压塑行为,并用金相显微镜分析在不同热压缩条件下的组织形貌特征。结果表明,流变应力开始随着应变的增大而增大,出现峰值之后慢慢减小并慢慢趋于平稳。应力峰值随温度的增加而减小,随应变增大而增大,其热变形行为可用包含Zener-Hollomon参数的双弦本构关系来描述,得到平均激活能Q=223．11706kj／mol。合金在0．001s^-1～1s^-1。应变速率条件下软化机制主要为动态回复,而当应变速率上升到10s^-1后,合金微观组织出现局部动态再结晶。     

Ti6213合金的热加工图研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行了Ti6213合金热模拟压缩试验,变形温度范围为800-1050℃,应变速率范围为0.001-10 s-1,最大变形量为60%,并根据动态材料模型建立了加工图。结果表明,合金在高温变形时主要有2个合适的加工区域,一个是变形温度800-950℃,应变速率0.01 s-1以下区域;另一个在相变温度以下40℃内,应变速率10 s-1以上区域。在900-930℃和0.001 s-1的变形条件下,出现耗散率峰值为65%,高m值,S形应力和应变速率对数曲线的现象,合金表现出超塑特性。拉伸实验进一步表明,延伸率可达512%,组织为两相混合组织。另外,合金在800-930℃和大于0.01 s-1的条件下出现集中变形带,表现为局部流变特征。     

Research on the Characteristics of Hot Deformation in BT20 Titanium alloy and Its Optimum Spinning Temperature Range

Hot compression tests were conducted on a Gleeble-1500 simulator to investigate the hot deformation behavior of BT20 Ti alloy (Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V) in the temperature range from 550 to 1000℃ at constant strain rate in the range of 0.01～1 s-1, and then the optimum spinning temperature range was determined. Moreover, tube spinning experiments were executed to verify the reasonability of the optimum temperature range. The results show that the flow stress declines gradually with increasing deformation temperature and decreasing strain rate. In α β phase region the dynamic recrystallization is the main softening mechanism and in β phase region the hot deformation softening is controlled by dynamic recovery. In α βphase region with reducing strain rate dynamic recrystallization is fully developed. The optimum temperature of hot spinning is 850～900℃ and that of warm spinning is 600～650℃.Meanwhile, at the temperature above 600℃ tubular workpieces of BT20 Ti alloy have been spun without surface cracks and microstructure inhomogeneity, which proves that the optimum spinning temperature range obtained through hot compression experiments is reasonable.     

6013-T4铝合金不同温度下的动态流变应力及组织演变

采用分离式霍普金森(SHPB)压杆装置进行6013-T4铝合金动态压缩试验,获得温度为25℃、100℃、200℃、300℃、400℃,应变速率为1 000s~(-1)、2 000s~(-1)、3 000s~(-1)、4 000s~(-1)、5 000s~(-1)条件下材料的真应力-真应变曲线,并通过透射电子显微镜(TEM)观测了6013-T4铝合金在不同变形条件下的组织演变。结果表明:6013铝合金有明显的温度敏感性,但是对应变速率的敏感性较弱。应变速率和温度对6013铝合金微观组织的影响显著,位错密度随应变速率的升高而增大,随温度的升高而减小。基于实验数据,求得了6013铝合金Johnson-Cook模型的本构参数并建立其本构模型。与实验结果进行对比,结果表明,所建立的本构模型能够很好地预测6013铝合金的流变应力。     

7B04铝合金超塑性变形行为

针对7B04铝合金开展了变形温度为470~530℃,应变速率为0.0003~0.01s~(-1)的高温超塑性拉伸实验,研究了材料的超塑性变形行为和变形机制。结果表明,7B04铝合金的流动应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小,伸长率随之增加;在变形温度为530℃,应变速率为0.0003s~(-1)时,7B04铝合金的伸长率达到最大1105%,超塑性能最佳;应变速率敏感性指数m值均大于0.3,且随变形温度的升高而增加;在500~530℃的变形温度范围内,m值大于0.5,表明7B04铝合金超塑性变形以晶界滑动为主要变形机制;变形激活能Q为190kJ/mol,表明7B04铝合金的超塑性变形主要受晶内扩散控制;7B04铝合金超塑性变形中在晶界附近有液相产生,且适量的液相有利于提高材料的超塑性能。