7N01铝合金动态力学性能及其本构关系研究

对7N01铝合金进行了动态冲击试验和准静态压缩试验,用金相显微镜对冲击前后的试样进行了组织观察,分析了应变速率及温度对7N01铝合金动态力学性能和微观组织的影响。结果表明:7N01铝合金具有一定的应变率敏感性和显著的温度敏感性。试样的流变应力随应变速率的提高和温度的降低而增加;采用变量分离与非线性拟合的方法对准静态压缩试验及动态冲击试验数据进行拟合,得到了7N01铝合金的Johnson-Cook本构方程,所拟合的曲线与实验结果相吻合。     

5A06铝合金超塑性变形力学特性

采用等应变速率拉伸方法研究温度和应变速率对5A06合金超塑性变形力学性能的影响。结果表明,在温度375℃~500℃时,应变速率对5A06铝合金的流变应力及抗拉强度有显著影响,流变应力及抗拉强度随着应变速率增大而增大;在一定的应变速率下,流变应力随着变形温度的升高而降低。基于Backofen本构方程,对5A06铝合金在不同温度状态下的强化规律进行分析,结果表明,随着温度的逐渐升高,应变速率敏感性指数先增大后减小,5A06铝合金最佳的超塑性参数为温度T=400℃,应变速率ε=0.005s-1。     

基于单向拉试验5A90铝合金超塑性能试验研究

采用等应变速率拉伸法研究了温度和应变速率对5A90合金超塑性力学性能的影响。结果表明:5A90铝合金最佳变形温度是400℃,在此温度下,不同应变速率条件下,可以获得较大的伸长率,最大伸长率为193.6%;在变形温度为375℃~500℃时,应变速率对5A90铝合金的流变应力及抗拉强度有显著影响,流变应力及抗拉强度随应变速率升高而增大。在同一应变速率下,5A90铝合金流变应力水平随着变形温度的提高而降低。另外,基于Backofen本构方程,对5A90铝合金在不同温度状态下的强化规律进行了分析,结果表明,随变形温度逐渐升高,应变速率敏感性指数先减小后增大,最后得到5A90铝合金最佳超塑性参数为:T=400℃,ε=0.0005s-1。     

高应变速率下AA6014铝合金的力学性能

研究了高应变速率下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响。针对1.0 mm厚的AA6014-T4铝合金板材,采用Hopkinson拉杆试验装置进行了不同高应变速率下的动态拉伸试验,获得了745～4500 s^-1范围内AA6014-T4铝合金板材的应力-应变数据,并对试验结果进行了对比分析。结果表明,当应变速率为745 s^-1时,AA6014-T4铝合金产生塑性变形但试样未断裂;当应变速率为4500 s^-1时,抗拉强度为238.45 MPa,塑性应变为0.467,高应变速率下的断裂应变明显大于准静态下的断裂应变。与准静态相比,高应变速率下的AA6014-T4铝合金板材具有一定应变强化效应。在高应变速率条件下,随应变速率的增加,铝合金板材的应变塑性效应得到明显强化。基于高应变速率条件下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响试验研究和分析,得到了高应变速率对铝合金板材力学性能的影响规律。     

低温环境下2519A铝合金动态力学性能及组织演化

为研究低温下动态冲击对2519A铝合金流变应力和组织演化的影响,在低温下利用霍普金森压杆对2519A-T87态铝合金进行应变速率为1000~4200 s-1的动态冲击压缩实验,同时运用光学显微镜与透射电镜,对低温下的冲击微观组织进行观察和分析。结果表明:在低温环境下,绝热剪切带中心区域为亚晶组织,再结晶程度较低;同时,在形变带内出现长度较短、连续性较差的微裂纹,裂纹末端向基体扩展。随着冲击温度的降低,材料的屈服抗力迅速增加,出现绝热剪切带的临界应变速率随之降低。在中高应变速率下,长条状弥散相粒子发生不同程度的脆性断裂,从而引起流变应力的迅速提高。     

应变速率及温度对等径通道挤压2A12铝合金力学性能的影响（英文）

通过分离式霍普金森杆技术研究温度与应变速率对不同道次等径通道挤压2A12铝合金单轴压缩性能的影响,及不同晶粒尺寸下的应变速率敏感性与温度敏感性。结果表明:2A12铝合金的流动应力随着温度的升高下降,随应变速率的上升而提高;在较低温度或较高应变速率的条件下,材料表现出更为明显的应变硬化效果;随着晶粒尺寸的减小,合金应变速率敏感性上升,应变硬化能力急剧降低;细晶铝合金的温度敏感性高于粗晶铝合金;利用Johnson-Cook及Cowper-Symonds本构模型对真实应力应变曲线进行了拟合,所得结果吻合程度较好。     

2519铝合金热变形流变行为

采用Gleeble-1500热模拟机进行高温等温压缩实验,研究了2519铝合金在变形温度为300～450℃、应变速率为0.01～10 s-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,在应变速率ε＜10 s-1条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;而在ε=10 s-1,t≥350℃的变形条件下,合金发生了局部动态再结晶.可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述2519铝合金高温塑性变形时的流变行为.     

超高强铝合金7A04高温流变行为的研究

通过在Gleeble-1500热模拟实验机上对7A04铝合金进行高温压缩实验,研究了该合金变形温度在300～450℃,应变速率在0.01～10 s-1范围内的高温流变变形行为。结果表明: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。建立了一个综合考虑应变、温度、应变速率三者影响的流变应力方程,预测值与拟合实验值非常接近,结果表明:该流变应力方程用来预测7A04铝合金材料一般加载情况下的热成形过程是比较可靠的。     

喷射沉积5A06铝合金热压缩变形的流变应力行为

采用Gleeble1500热模拟机对喷射沉积5A06铝合金进行等温热压缩实验,变形温度为300~500℃,应变速率为5×10-4~5×10-1s-1,最大变形程度为50%。结果表明:喷射沉积5A06铝合金热压缩变形流变应力受变形温度和应变速率的强烈影响,可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述。在本研究条件下,喷射沉积5A06铝合金热压缩变形时的热变形激活能Q及应力指数n均随着应变的增加而减小。根据Zener-Hollomon本构方程得出的流变应力拟合值与实测值吻合较好。     

热处理对2519铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过慢应变速率拉伸测试、扫描电镜及透射电镜分析等研究了2519铝合金在T6、T8热处理状态下,在空气和3.5%(质量分数)的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,研究了应变速率对2519铝合金SCC行为的影响。结果表明:同一热处理状态下,2519铝合金在3.5%的NaCl溶液中应力腐蚀开裂敏感性高于干燥空气中;在应变速率为1.33×10-5s-1时,其SCC敏感性比应变速率为6.66×10-5s-1时的敏感性大;同一应变速率下,T6状态比T8状态SCC敏感性大,T8状态时抗应力腐蚀性能比T6状态时好。     

T916形变热处理工艺对2519A铝合金组织、力学性能及抗弹性能的影响

借助金相显微镜、透射电镜、拉伸测试、抗弹性能测试等手段研究T916新型形变热处理对2519A铝合金组织、力学性能和抗弹性能的影响。经T916工艺处理的2519A铝合金,其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别达到501MPa、540MPa、14％。30mm厚的2519A-T916铝合金板材的极限穿透速度达715m／s。弹坑侧壁组织随着弹孔深度的变化而变化。T916热处理工艺中的断续时效阶段是2519A铝合金性能提升的关键。低温下的时效使得GP区变得密集,从而使得后续相的析出也变得更为密集、细小。     

高强7A62铝合金动态力学响应及其J-C本构关系

利用万能试验机和Hopkinson拉杆(SHTB)对7A62铝合金进行了准静态和动态拉伸性能测试,研究该合金室温及高温塑性流动应力动态响应特征,结合OM、SEM、TEM、DSC、LFA等测试对该合金的物理性能及原始微观组织进行分析。结果表明:7A62铝合金在大量高密度细小沉淀析出物粒子及亚微米级高熔点平衡析出粒子复合强化作用下,准静态屈服强度可达608 MPa。在室温动态变形过程中,该合金应变率强化效应显著。随着应变率高于684 s^-1时,合金屈服强度对应变率敏感性显著增强。在1100 s^-1、25~500℃条件下,合金表现出温度敏感性的沉淀强化相回溶及动态再结晶的热软化效应,500℃高温动态屈服强度超过200 MPa。在动态力学性能变化规律的基础上,建立了7A62铝合金的Johnson-Cook(J-C)本构模型。     

Dynamic property evaluation of aluminum alloy 2519A by split Hopkinson pressure bar

Impact behavior of aluminum alloy 2519A was investigated at strain rotes of 600-7 000 s^-1 and temperatures of 20-450 ℃ by a split Hopkinson pressure bar. The results show that the flow stress is dominated by temperature, and it increases with strain rate and decreases with deformation temperature. The serrated flow curves show the dynamic recrystallization occurs. The strain rote sensitivity exponents m determined are 0.066, 0.059 4, 0.059 0 and 0.057 3 at 20, 150, 300 and 450 ℃, respectively. Cowper-Symonds constitutive equation expressing the plastic flow behavior was calculated by analysis and regression of the experimental results. The fracture characteristics under the experimental conditions were observed by optical microscopy（OM） and scanning electron microscopy（SEM）. It is determined that the tested material fails as a result of adiabatic shearing.     

热氧化TC4静动态力学性能研究

本文选取700 °C/10 h热氧化工艺,对TC4进行热氧化处理。通过准静态压缩,纳米压入及分离式Hopkinson压杆冲击等测试,研究了热氧化对TC4静动态力学性能的影响。此外,借助扫描电镜(SEM)分析了动态冲击后氧化层的形貌。结果表明,热氧化TC4具有较好的静态力学性能和较高的应变率强化效应。氧化层在较低冲击应变率下,能够提高TC4的塑性；而当应变率过大,则会降低其塑性。最后,经过对本构模型修正和试验数据拟合,得到了室温下的热氧化TC4的Johnson-Cook(J-C)本构方程。修正曲线与实验结果对比,两者在塑性平台区吻合较好。     

时效工艺对2519A铝合金力学性能及抗应力腐蚀开裂性能的影响

通过常温拉伸实验、慢应变拉伸应力腐蚀实验、极化曲线测试及透射电镜等研究了不同时效工艺对2519A合金的力学性能和抗应力腐蚀开裂性能的影响.结果表明:与传统的2519A-T87合金相比,再时效时间为19 h的2519A-T9I7合金同时具有优异的力学性能和良好的抗应力腐蚀开裂性能.这是由于2519A-T9I7合金在T9I...     

A Constitutive Model of 6111-T4 Aluminum Alloy Sheet Based on the Warm Tensile Test

As main light-weight material, aluminum alloy sheets have been widely applied to produce auto body panels. In order to predict the formability and springback of aluminum alloy sheets, a precise constitutive model is a necessity. In this article, a series of warm tensile tests were conducted on Gleeble-1500D thermal mechanical simulator for 6111-T4 aluminum alloy sheets. The corresponding strain rate ranged from 0.015 to 1.5 s^?1, and the temperature ranged from 25 to 350 °C. The relationship between the temperature, the strain rate, and the flow stress were discussed. A constitutive model based on the updated Fields-Backofen equation was established to describe the flow behavior of 6111-T4 aluminum alloy during the warm tensile tests. Subsequently, the average absolute relative error (AARE) was introduced to verify the predictability of the constitutive model. The value of AARE at the uniform plastic deformation stage was calculated to be 1.677%, which demonstrates that the predicted flow stress values were in accordance with the experimental ones. The constitutive model was validated by the fact that the simulated results of the warm tensile tests coincided with the experimental ones.     

Al-5Zn-2Mg合金在动态回复过程中的流变软化与微观组织演变(英文)

将7005铝合金在变形温度为300~500°C、应变速率为0.05~50 s-1的条件下进行等温压缩实验,研究材料的流变应力行为及微观组织演变规律,使用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射花样(EBSD)等方法观察、分析热压缩试样。通过计算得到7005铝合金的激活能为147 kJ/mol,与纯铝的晶格自扩散能(142kJ/mol)相近。7005铝合金热变形过程中主要的恢复机制为动态回复。在高应变速率(50 s-1)条件下,试样由于变形温升的影响会发生流变软化。经过温升修正后,在较高变形温度下材料依然存在软化现象。通过微观组织分析可知,该现象主要与材料动态回复过程中晶界迁移引起的晶粒粗化有关。     

Microstructural Evolutions of AA7055 Aluminum Alloy Under Dynamic and Quasi-static Compressions

The microstructural evolution of AA7055 aluminum alloy under dynamic impact loading with the strain rate of 1.3 × 10^4 s^-1 controlled by a split Hopkinson pressure bar was investigated, and compared with that under quasi-static mechanical loading in compression with strain rate of 1.0 × 10^-3 s^-1. The quasi-static-compressed sample exhibited equiaxed dislocation cells, which were different from the elongated and incomplete dislocation cells for the alloy undergoing dynamic compression. The high strain-rate compression also induced the formation of localized shear bands in which the recrystallizations characterized as fine equiaxed grains were observed. The microstructural evolutions under both quasi-static and dynamic compressions are rationalized in terms of the dislocation cell model combined with the dislocation kinetics, in addition to the adiabatic temperature rise in shear bands at high strain rate.     

Effects of Yb addition on microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate

The effects of Yb content on the microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy plate were investigated by means of tensile test,optical microscopy,transmission electron microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffractometer.The results show that addition of 0.17% (mass fraction) Yb increases the density of θ' particles of the 2519A alloy plate and reduces the coarsening speed rate of θ' phase at 300 ℃.Therefore,tensile strength is enhanced from 483.2 MPa to 501.0 MPa at room temperature and is improved from 139.5 MPa to 169.4 MPa at 300 ℃.The results also show that with the addition of 0.30% (mass fraction) Yb,the mechanical properties increase at 300 ℃ and decrease at room temperature.With Yb additions,the Al7.4Cu9.6Yb2 phase is found whilst the segregated phases of as-cast alloys along grain boundaries become discontinuous,thin and spheroidized.     

固相再生AZ91D镁合金边角料的低温力学性能

采用固相再生方法回收AZ91D镁合金边角料,研究再生合金的低温力学性能、微观组织和断口形貌。在WDW-3100型微机控制电子万能试验机上进行低温拉伸实验,实验温度为27,-70,-100和-130℃;在JB30A型冲击试验机上进行冲击实验,温度分别为27,（-70±5）和（-130±5）℃。结果表明：再生合金在固相再生过程中发生了动态再结晶,块与块之间结合较好,原始的块与块之间的界面已经不能分辨。再生合金随着温度的降低,抗拉强度略有增加,伸长率呈下降趋势,即温度降低脆性倾向增加,在-130℃时拉伸,抗拉强度和伸长率分别为360.65MPa和5.46%;随着冲击温度的降低,再生合金的冲击功随之降低,在-130℃时冲击功为3.06J/cm2。