GH141合金和GH907合金的本构关系

在分析三种Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ型方程对建立ＧＨ１４１和ＧＨ９０７合金本构关系适用性的基础上，提出了以Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数为主要变量，并综合考虑温度和变形程度对流动应力影响的建立本构关系的方法。本文提出的建立本构关系的方法对变形高温合金有普适性。     

GH690-RE合金高温塑性本构方程研究

采用Gleeble-3500热模拟机对GH690-RE合金进行高温压缩变形试验,在温度为950～1200℃,应变速率为0.001～2.000s-1的变形条件下测定并分析其应力-应变曲线。结果表明,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,且流变应力特征可用经典的双曲正弦模型描述。以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了GH690-RE合金的常数,建立了GH690-RE合金的高温本构关系方程。     

基于BP神经网络的GH5188高温合金本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH5188高温合金试样进行热压缩试验,研究其在应变速率为0.001~0.1s^-1和变形温度在1000~1150℃时的热变形行为;建立了基于BP神经网络的本构模型,并验证了所建本构模型的可靠性,最后基于误差计算分析了BP神经网络本构模型的精度。结果表明,温度和应变速率对GH5188合金流变应力的影响明显,随着压缩温度升高和应变速率降低,GH5188合金流变应力明显减小。经定量误差计算分析,BP神经网络本构模型应力预测偏差值在10%以内的数据点占97.92%,BP神经网络模型能准确地预测GH5188高温合金的高温流变应力。     

GH2907合金热变形本构方程

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行等温热压缩实验,分析了GH2907合金在变形温度950℃~1100℃、应变速率0.01s_-1~10s_-1、变形量60%条件下的高温流变行为。结果表明：合金的流变应力随着变形温度的升高或应变速率的降低而显著降低。利用Arrhenius双曲正弦方程和Zener-Hollomon参数计算得出合金的热变形激活能Q为463.043kJ.mol_-1;合金的应力-应变曲线具有明显的动态再结晶(DRX)特征,变形量、变形温度以及应变速率对DRX体积分数均具有显著影响。基于应力-位错关系和DRX动力学,建立了加工硬化-动态回复和动态再结晶两个阶段的机理型本构模型,可用于描述流变应力与应变速率和变形温度之间的关系。误差分析相关系数R为0.987,预测值与实验值吻合良好,可用于表征预测GH2907合金的热变形行为。     

以Zener—Hollomon参数表示的GH169合金的本构关系

根据ＧＨ１６９合金在Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｃｓｔｏｒ—Ｚ型热加工模拟试验机上进行等温恒应变速率压缩试验数据提出一种以Ｚｅｎｅｒ—Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数（简称Ｚ—Ｈ参数）表示，从而可以直接研究该合金锻造热力参数的本构关系：其中Ｚ为Ｚ—Ｈ参数；Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３均为等效应变的函数。在绝大多数情况下，计算结果与实验数据的误差不超过７％。对ＧＨ１６９合金锻造过程用有限元法进行数值模拟时，采用本文提供的本构关系将使公式推导过程简化，计算时间大幅度减少。     

GH1016合金热变形本构方程及临界变形条件

为了研究GH1016合金的高温热变形行为,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行变形温度在1000～1150℃范围内,应变速率为0. 1～10 s-1,总压缩变形量为60%的热压缩试验,通过获得的真应力-真应变曲线研究了其变形行为。研究结果表明:真应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加。在一定的变形温度下,随着应变速率的增加,峰值应力和峰值应变均增加;在一定的应变速率下,随变形温度的升高,峰值应力和峰值应变减小。根据真应力-真应变曲线中的峰值应变和峰值应力数据,利用数据拟合的方法分别求得了GH1016合金的热变形本构方程和临界变形条件方程。在本实验条件下,GH1016合金发生动态再结晶的热激活能为456. 55 k J·mol-1。     

基于Deform-3D和正交实验法的GH4169合金涡轮盘热模锻工艺优化

在Deform-3D有限元数值模拟过程中应用正交实验设计方法,对涡轮盘热模锻工艺进行优化设计,并系统分析不同工艺参数对终锻涡轮盘微观组织的影响规律。结果表明:当GH4169合金涡轮盘变形温度为1010℃,模具温度为960℃,变形速率为1mm·s-1,摩擦系数为0.02时,可以获得微观组织较均匀的终锻件。同时,按照最优工艺进行了涡轮盘的试制,并通过对实际涡轮盘的解剖分析,证实模拟计算结果与实际解剖结果吻合较好。该研究方法可为实际生产的工艺参数优化选择提供可行的研究方法和理论依据。     

GH3536镍基变形高温合金的应力松弛行为与蠕变本构方程

对GH3536高温合金在变形温度为650、750和850℃和初应力为150、200和250 MPa条件下进行了多组应力松弛试验,研究了温度和初应力对GH3536高温合金应力松弛行为和松弛极限的影响,分析了应力松弛行为的特点。采用三次延迟函数对试验获得的松弛曲线进行了拟合,推导出蠕变应变速率与应力的关系,并基于分段蠕变本构方程对蠕变应变速率-应力曲线进行了拟合,并确定了方程中的材料常数。将蠕变本构方程代入ABAQUS有限元软件中对GH3536高温合金的应力松弛过程进行了模拟。结果表明,模拟数据与试验数据吻合较好,表明建立的蠕变本构方程可很好地描述GH3536高温合金在相应条件下的应力松弛行为。     

GH2132高温合金热变形行为研究

采用Gleeble-3500和Deform-3D有限元软件研究了GH2132高温合金在变形温度为950～1100℃和应变速率为0.001～10s-1时的热变形行为.研究表明,在应变速率为1s-1时,流变曲线与其他流变曲线明显不同,表现出显著的应力降现象.基于流变应力与变形温度和应变速率的关系,构建了 GH2132高温合...     

铸态与锻态GH4738合金的热变形行为

通过MTS热模拟试验机对铸态与锻态GH4738合金在变形温度1000~1150 ℃及应变速率0.01~1 s^-1的条件下进行压缩试验,其中压下量为10%、30%、50%。结果显示,两种状态的合金应力-应变曲线均具有典型的动态再结晶特征,存在加工硬化、流变软化和稳态流变3个阶段。由应力-应变曲线得出GH4738合金铸态及锻态热变形激活能分别为Q=575.89 kJ/mol及Q=588.04 kJ/mol。并利用EBSD分析发现,在相同的热变形参数下,锻态GH4738合金组织的动态再结晶要比铸态组织发生得更早、更显著。     

60NiTi合金的热变形行为及本构方程

60NiTi合金具有强度高、耐磨性好等一系列优异的性能。但由于它难热成型,因此大大限制了在工业领域的广泛应用。为了确定60NiTi合金最优的热加工工艺,研究了铸态60NiTi合金在750～1 050℃,0.01～1 s^-1变形速率下的热变形行为,并采用包含Arrhenius项的Z参数法构建了高温变形本构方程。结果显示：仅在1 000℃、1 s^-1速率下高温变形时60NiTi合金发生了明显的动态再结晶,温度升高能提高60NiTi合金的热成型性能。在高温(1 050℃)大变形速率下(1 s^-1)加工60NiTi合金的热成型性能最好。     

01570铝合金热压缩变形的流变应力本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上对01570铝合金进行等温热压缩实验,变形温度为300～450℃,应变速率为0.001～1 s-1,研究其热压缩变形的流变应力行为.结果表明:01570铝合金真应力-应变曲线在变形温度为300 ℃,应变速率为0.01～1 s-1的条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复特征;而在其他条件下,应力达到峰值后随应变的增加而逐渐下降,表现出动态再结晶特征.在用Arrhenius方程描述01570铝合金热变形行为时,其变形激活能Q为152.33 kJ·mol-1.     

Acquiring a novel constitutive equation of a TC6 alloy at high-temperature deformation

The TC6 alloy produced in Baoji nonferrous metals work, Xian, China, is one of the best titanium alloys with good resistance against heat and corrosion and is widely used in the aviation and aerospace industries. In this paper, isothermal compression tests were conducted on the TC6 alloy in the Thermecmastor Z simulator, at temperatures between 800 and 1040 °C at strain rates between 0.001 and 50 s⁻¹ to a 50% height reduction. The experimental results are presented as variations of flow stress with deformation temperature, strain rate, and strain. On the basis of the present experimental results and deformation behavior, a constitutive equation for the TC6 alloy was proposed by employing an Arrhenius-type equation. The activation energy of deformation (Q) and work-hardening index (n) are found to be a function of strain. The present equation is in good agreement with the experimental data.     

GH3128合金的高温流变行为与组织演变规律

通过对GH3128合金进行热模拟压缩试验,研究了该合金在变形温度950~1150 ℃、应变速率0.01~10 s^-1及应变量30%~70%条件下的流变特征。通过绘制合金流变应力曲线,并基于Arrhenius模型建立了GH3128合金的本构方程。在此基础上,获取了变形量30%~65%的材料加工图,并结合GH3128合金完全再结晶条件图,明确了合金在高温变形过程中组织演变同塑性变形参数之间关系。此外,通过对碳化物的金相分析,探明了合金在热变形过程中碳化物的演变规律。结果表明:GH3128合金热加工激活能约为305 kJ/mol,合理的加工区域为:变形温度1050~1100 ℃,应变速率0.1 s^-1左右。此时合金内碳化物基本回溶,组织再结晶充分,晶粒尺寸可控制在10 μm以下。     

6061铝合金热压缩变形条件对流变应力的影响及其本构方程的研究

文章根据热压缩试验数据,应用一元线性回归和多元线性回归方法,研究了6061铝合金材料的流动应力与温度、应变速率和应变之间的关系,并根据试验数据确定了6061铝合金材料的本构方程。研究表明,6061铝合金热压缩塑性变形时的流变应力和应变速率之间的关系满足双曲正弦函数关系式;其热压缩塑性变形时流变应力的双曲正弦对数项与绝对温度倒数之间满足线性关系,其高温压缩变形受热激活能的控制。     

铸态GH4169合金热变形行为及三种本构模型对比

在Gleeble-1500热力模拟机上对铸态GH4169合金进行热压缩试验,变形参数为:温度(1193～1373K)、应变速率(0.01～10s~(-1))、变形量50%。通过分析真应力真应变曲线,研究铸态GH4169合金的热变形行为;对比分析了Johnson-Cook(JC)、修正的Johnson-Cook(MJC)和应变补偿Arrhenius3种本构模型的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)。结果表明:铸态GH4169合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。JC模型、MJC模型和应变补偿的Arrhenius本构模型的相关系数(R)分别为0.891、0.956和0.961,AARE依次为29.02%、11.16%和9.31%。因此,应变补偿的Arrhenius模型能够更为精确地描述铸态GH4169的热变形行为。     

基于显微组织演化的本构关系的建立方法

提出了一种根据显微组织演化建立材料本构关系的方法。所建立的本构关系, 可以体现热态塑性成形过程中变形 传热 组织演化之间的复杂交互作用。因此, 这种本构关系可以使以其为媒介的有限元变形 传热 组织演化耦合分析结果更接近问题的真实解。     

Ti-6Al-4V钛合金热拉伸变形行为与本构方程

在变形温度600℃⁸00℃、应变速率0.01s-1800℃、应变速率0.01s-1⁰.33s-1条件下进行热态单向拉伸试验,研究Ti-6Al-4V钛合金的变形行为,以及变形性能与变形温度、应变速率之间的关系。结果表明,Ti-6Al-4V钛合金在变形过程中呈现两种变形特征,即稳态形与软化形,且随着变形温度的升高、应变速率的降低,流动应力降低,而延伸率则升高;基于Hooke定律和Grosman方程建立的Ti-6Al-4V钛合金热态成形本构方程,在整个变形区间内可以很好的表征材料的变形行为。