一种新型镍基粉末高温合金热变形行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对某新型四代镍基粉末高温合金进行了单向热压缩变形实验,研究了其在变形温度1000～1138℃、应变速率0.01～10 s-1条件下的热变形行为.结果 表明:在相同应变量下,温度一定,应变速率越大,流变应力越大;应变速率一定,温度越高,流变应力越小;平均晶粒尺寸随应变速率的提高而减...     

GH3230高温合金热变形行为及本构模型研究

采用高温拉伸试验研究了GH3230合金在温度1144~1273 K、应变速率1×10-3~1×10-1s-1条件下的热变形行为。计算了变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系。结果表明:温度和应变速率对GH3230合金的高温力学性能有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。GH3230合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,热变形材料常数为:A=5.179×1016s-1,a=0.0088,n=3.9893,并计算出合金的平均变形激活能Q=455.203 k J·mol-1,且变形激活能更容易受到应变速率的影响。扫描电镜(SEM)断口分析表明GH3230合金在高温下(1144~1273 K)应变率范围为1×10-3~1×10-1s-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

一种新型第四代粉末高温合金热变形行为及其本构方程

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热等静压态新型第四代粉末高温合金的热变形行为,变形温度1 060～1 140℃,应变速率0.001～1 s~(-1),真应变量0.69。结果表明,热等静压态合金热模拟压缩实验的高温流变曲线呈动态再结晶特征。基于双曲正弦函数型Arrhenius方程和实验数据,采用峰值应力以及应变修正两种方式构建了合金的高温流变本构方程。后者由于包含了应变量的影响,预测的合金热变形流变应力值与实际测试结果比较吻合,平均相对误差绝对值为7.875 38%,能更好的反映合金在热变形过程中的流变行为,为合金热加工工艺的设计优化提供参考依据。     

Monel K-500合金高温流变特性及其本构方程

采用Gleeble 3800热模拟实验机研究了Monel K-500合金在变形温度为850~1 100℃,应变速率为0.01~10s-1时的高温流变行为,测定了合金在不同条件下的流变应力曲线。结果表明,最大压缩变形量对合金的流变行为影响不大;变形温度相同时,合金在应变速率为0.1s-1时取得最大峰值应变;根据Arrhenius模型得到了合金的热变形本构方程。     

热变形对汽车用Al-Sc-Zr合金高温流变形行为的影响及本构方程的建立

在Gleeble-3000D热模拟机上对Al-0.2Sc-0.04Zr铝合金开展了热变形实验,系统地研究该合金变形参数在0.001~5 s-1和440~600 ℃下的高温流变行为。研究结果表明:在低应变速率和较高的温度下,DRX的发生较为完全。同时,在较低温度（T≤520 ℃）下变形,主要软化机制为动态回复;在较高温度（T>520 ℃）下变形,软化机制转变为动态再结晶,且获得了较为完全的动态再结晶组织;在高温（T≥600 ℃）下变形,晶粒出现明显的长大。分析应力指数（n）和变形激活能（Q）,二者均随变形温度的升高而增加。采用双曲正弦模型,建立了适合Al-0.2Sc-0.04Zr合金的本构方程,可很好地预测峰值应力,为工业化生产提供理论依据。      

Inconel690合金高温高速热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上,采用热压缩实验研究了不同变形条件下Inconel 690合金的高温变形行为与组织演变特点.实验中采用的变形温度为1000～1200℃,变形量为70％,变形速率为1.0 ～80.0 s-1.根据实验结果获得了该合金的应力-应变关系,并对峰值应力进行了线性回归,由此得到了该合金的高温材料常数,激活能Q =417.6 kJ.mo1-1,α =0.003196 MPa-1,n=7.51,并最终得到了Incone1690合金的高温变形本构方程.通过金相显微镜研究了合金动态再结晶规律与温度和应变速率的关系,结果表明:变形温度对Inconel 690合金组织的影响很大,随温度的升高,动态再结晶百分数逐渐增加,且伴随着晶粒的长大;而提高应变速率,变形的时间缩短,位错密度迅速增大,动态再结晶的驱动力增加,也可以使再结晶后的晶粒细化;当温度为1150℃左右,应变速率50～80 s-1时,能够得到均匀细晶组织.     

低合金微碳钢的热变形行为及本构方程

在Gleeble-3800热模拟试验机上以微碳钢为研究对象,研究了在350 ℃、400 ℃、450 ℃、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃和0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1条件下的热变形行为,并分析变形后的组织特征,构建温变形本构方程.结果表明,微碳钢的流变应力在变形初期随着应变的增大而增加,而在出现峰值后逐渐趋于平稳,当温度高于750 ℃时会出现明显的加工软化; 运用Sellars-Tegart方程,通过拟合模型中各参数, 获得微碳钢的热变形激活能Q为364.894 kJ/mol,并建立了流变应力模型.      

以热激活为基础的蠕变曲线本构方程

以蠕变过程中的热激活这一微观机理为基础，建立了蠕变曲线分析方程。利用该方程对铁基高温合金ＧＨ１３２的蠕变曲线进行分析并由此外推蠕变断裂寿命。结果表明，用该方程预测材料的蠕变性能具有实验周期短、试样数量少、外推结果稳定等优点。     

工业纯钛TA2热变形过程的流变行为本构方程

利用Gleeble-3800热模拟实验机研究了工业纯钛TA2的热变形行为.变形温度为750~1000℃,步长50℃,应变速率分别为0.01、0.1、1和10 s^-1.实验结果表明,TA2在热压缩变形过程中发生了加工硬化以及动态回复、动态再结晶.随着变形温度的降低和应变速率的增加,流变应力逐渐增加.为了准确预测TA2的高温流变行为,基于实验数据和双曲正弦Arrhenius模型构建了考虑应变影响的本构方程,本构方程中材料常数α、n、Q、lnA与应变之间存在6阶多项式关系.本文所提出考虑应变影响的本构方程可以用于研究工业纯钛TA2的高温流变行为.     

镍基变形高温合金本构分析研究进展

本构分析是计算镍基变形高温合金热加工外载荷,预测热变形组织的有效方法,为实际生产中加工工艺的制定提供理论参考,同时也可以为有限元法模拟加工过程提供重要数据。综述了镍基变形高温合金本构方程的研究现状,包括目前广泛采用的本构方程的形式及其推导过程,以及在流变应力模型,动态再结晶模型等方面的研究进展。     

07MnNiMoDR板轧制热变形本构方程

利用Gleeble-3500热模拟实验机完成了07MnNiMoDR钢热等温平面应变压缩实验,获得了温度900～1 100℃、应变速率0.01～1 s^-1、变形率45%等条件的高温流变行为,其中温度和应变速率对流变应力的影响明显。基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,确定了峰值应力本构模型;通过分析应力应变与位错的关系,获得了硬化率及Z参数等与应力之间的内在关联性,建立了加工硬化-动态回复过程的流变应力模型;基于动态再结晶理论,采用Avrami模型计算了动态再结晶体积分数,获得Z参数计算方法,建立了动态再结晶过程的流变应力模型。利用所建立的本构模型完成了预测及对比分析,相关系数r为0.99,所建立的本构关系模型精度很高。     

镍基粉末高温合金热变形特性的研究

针对一种镍基粉末高温合金进行了热变形特性的研究.研究结果表明,该合金的最佳变形温度区间为1050～1175℃,最大允许变形量为40%.当变形温度t=1125℃、应变速率ε=101s-1或ε=100 s-1时,热变形后该合金的平均晶粒度为10级.     

耐热钢310S柱状晶组织高温变形本构方程的建立

通过Gleeble-1500热模拟实验获得了耐热钢310S柱状晶组织在变形温度为1 000~1 200℃,应变速率为0.01~30 s~(-1)条件下的应力-应变曲线。实验利用高温变形机理分析了热变形参数对流动应力的影响规律,建立了可用于轧制过程数值模拟的310S钢柱状晶组织高温变形的本构方程。     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变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.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究,分别在650～950℃温度区间内,以0. 01、0. 1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试,并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明:38MnB5热成形钢流变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.当应变速率逐渐增加时,热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著,而当温度逐渐升高时,二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响,建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析,得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现,通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.     

新型喷射成形镍基高温合金热变形行为的研究

采用Gleeble-3500热模拟实验机对新型喷射成形镍基高温合金在1050~1140℃,应变速率为0.01~10.0 s-1,最大工程应变量为80%的条件下,进行了等温恒应变轴向压缩热变形实验。确定了该合金最佳热变形条件为温度1050℃,应变速率10.0 s-1,工程应变量20%~60%;分析了变形条件对流变应力、峰值应力及软化系数的影响规律,在相同的应变速率下,随着温度的升高,峰值应力降低;在相同的实验温度下,随着应变速率的升高,峰值应力降低;软化系数增加。计算了该喷射成形合金的热变形激活能为920.74 kJ.mol-1,从而确定了该合金的本构方程,经验算此方程较好地描述该合金的变形特点。     

制粉方式对粉末高温合金FGH98热变形特性的影响

通过等温恒应变速率压缩试验,研究了2种FGH98合金粉末热等静压锭坯在1 050~1 150℃/0.005~1.000 s-1的变形行为。基于动态材料模型,建立了2种粉末锭坯的热加工图。结果表明,2种粉末锭坯的流变曲线特征相似,同种变形条件下,氩气雾化(AA)粉末锭坯的峰值应力小于等离子旋转电极(PREP)粉末锭坯。AA粉末锭坯的最佳变形窗口为1 088~1 108℃/0.005~0.016 s-1,功率耗散效率η大于42%;PREP粉末锭坯的最佳变形窗口为1 098~1 120℃/0.010~0.016 s-1,η大于40%。     

TiNiNb合金热变形流变行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对TiNiNb合金进行了高温压缩变形实验, 分析了该合金在变形温度为800～1050 ℃, 应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的变形行为及流变应力的变化规律. 结果表明, 流变应力受变形温度和应变速率显著影响, 流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低. 采用双曲正弦模型确定了该合金的变形激活能Q和应力指数n, 建立了相应的热变形本构关系.