新型Al-Mg-Si-RE合金的热变形行为

设计制备了4种不同Mg/Si比并添加稀土元素Ce、Er、Zr和B的新型Al-Mg-Si合金,并研究了其显微组织与导电率及抗拉强度。然后以一种优化成分的Al-Mg-Si-RE合金为研究对象,通过 Gleeble-3500热模拟机进行热压缩试验,研究了变形温度为300~450 ℃,应变速率为0.001~1 s^-1时该新型合金的热变形行为。通过试验数据构建该合金的本构方程和热加工图,通过光学显微镜研究显微组织的演变。结果表明,当Mg/Si比为1.4时,该合金具有优异的性能,该合金流变应力随着变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。计算得到该合金的热变形激活能为176.188 kJ/mol,所得本构方程对该合金的流变行为具有指导作用。由热加工图可知,该合金适宜在变形温度为300~320 ℃,应变速率为0.001~0.015 s^-1或变形温度为430~450 ℃,应变速率为0.001 s^-1或1 s^-1附近的条件下进行热加工。     

铸态690合金的热压缩变形行为

针对铸态690合金,利用单向热压缩实验研究了外力与柱状晶垂直时材料的热变形行为,并对流变曲线进行了本构分析,对变形显微组织进行观察。结果表明:在工程应变量50%范围内,铸态690合金的变形抗力随着应变量的增大而持续增长,变形结束时仍没有达到峰值应力。硬化率曲线存在3个线性区域,而动态再结晶区域只在应变速率为0.01 s-1时出现。变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小。组织分析表明,柱状晶条件下材料的动态再结晶主要有3种形核方式:应变诱发晶界迁移、碳化物颗粒诱发形核和形变带亚晶转化形核。再结晶软化作用的弱化和亚晶的形成是导致铸态690合金变形抗力持续增加的主要原因。     

铸态Mg-Zn-Zr-Gd合金的热压缩变形行为

为了研究Mg-Zn-Zr-Gd合金的热压缩变形行为,采用Gleeble-3500型热模拟试验机,在变形温度为300～400℃,变形速率为0.001～1 s^-1条件下对合金进行热压缩实验。分析了在不同的热压缩条件下合金的真应力-真应变曲线,通过引入Z参数建立了相关流变应力本构方程,同时观察了合金的微观组织演变。结果表明：合金在热压缩变形过程中主要发生了动态再结晶,且合金的流变应力随着应变速率降低和温度升高而减小。在低变形温度或高应变速率下进行热压缩变形时,再结晶晶粒比较细小,但是动态再结晶进行不充分,动态再结晶仅仅发生在晶界处且分布不均匀,仍然存在原始大晶粒。随着变形温度的升高和应变速率的降低,再结晶区域明显增加,再结晶晶粒也逐渐长大。根据热加工图分析得到合金最佳的热加工成形工艺区域为：温度为350～400℃,应变速率为0.1～1 s^-1。     

电铸Ni-W合金热压缩变形的流变行为

采用Gleeble-1500型热模拟机对电铸Ni-W合金在变形温度为400~600℃、应变速率为0.001~0.1 s-1条件下的热压缩变形进行研究,分析合金变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,研究变形温度对合金显微组织的影响,并得到本构方程。结果表明:应变速率和变形温度对该材料的流变应力有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大。当变形温度高于550℃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,该合金的热变形激活能为411.55 kJ/mol。     

TC21合金的热压缩变形行为及变形机理

对TC21合金的热变形行为进行研究,通过对该合金变形过程中应变速率敏感性指数m值、热变形激活能Q、晶粒指数P的计算,得出不同应变速率和温度下m值、Q值和P值的变化规律。在绘制动态DMM模型热加工图的同时构建含位错数量的双相钛合金高温变形机理图。应用热加工图分析TC21合金热变形工艺,确定加工失稳区以及适合加工区域。运用双相钛合金高温变形机理图,根据不同温度下TC21合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的应力值和位错数量预报该合金的热变形机理。     

高溶质含量Cu-Ni-Si合金热压缩变形行为研究

电连接器用铜合金为目前5G通讯、新能源汽车等领域的重要材料,Cu-Ni-Si系合金因其优异的力学电学性能、良好的抗应力松弛性能成为该研究背景下广泛应用的材料。目前尚缺乏热变形制度对该合金显微组织影响机理的研究。本文研究了变形温度在600～950℃、应变速率在0.01～10.00 s^-1条件下的高溶质含量Cu-Ni-Si合金铸锭的热变形行为,发现在高应变速率下,硬化和软化在变形过程中交替占据主导地位,流变应力呈“波浪形”变化。建立了合金的热变形本构方程和热加工图,获得了高溶质含量Cu-Ni-Si合金的热变形温度为900～950℃,探究了不同变形条件下合金热变形过程的软化机制。结果表明,在950℃低应变速率时,合金的再结晶主要以晶界弓出形核的不连续动态再结晶为主,而在应变速率较高时,主要发生位错转动合并形成新的大角晶界的连续动态再结晶。     

含钪Al-Cu-Li-Zr合金热压缩变形流变应力行为

在变形温度为653K~773 K,应变速率为0.001s-1~10s-1的条件下,采用Gleeble——1500热模拟试验机对含钪Al-Cu-Li-Zr合金的热变形行为进行了研究。结果表明:含钪Al-Cu-Li-Zr合金流变应力随变形温度升高和应变速率的降低而减小;变形初期,应力值随应变的增加迅速提高,显示出明显的加工硬化效应。当应力值达到峰值后,随着变形增加,流变应力逐步降低,合金出现明显的软化现象。根据流变应力本构方程及利用作图法和线性回归方法求解得出各参数数值,得出流变峰值应力方程,利用此方程预测的流变峰值应力与实验结果吻合得较好。     

Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金热压缩变形的流变行为和组织

在Gleeble-1500热模拟机上对Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金进行热压缩试验,分析合金的流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,计算高温变形时的变形激活能,并研究合金在变形过程中的显微组织。结果表明:Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金在本实验条件下具有正的应变速率敏感性;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双曲正弦形式的本构方程来描述,也可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为209.84kJ/mol。随着热变形温度的升高和应变速率的减小,合金中的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。     

Al-Zn-Mg-Cu合金热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对Al-Zn-Mg-Cu合金进行了高温压缩实验以研究其高温变形行为,实验温度范围为573～773 K,应变速率范围为0.1～20 s^-1。对Al-Zn-Mg-Cu合金变形后的微观组织进行了分析,并考虑了应变、应变速率、变形温度及其相互关系的独立影响,提出了基于双重多元非线性回归的本构方程,并引入相关系数R、平均绝对相对误差e_AARE和相对误差e_r验证了所建立的本构方程的有效性。结果表明,当变形温度升高时,由于原子扩散速率增大更易产生位错,再结晶会增多;当应变速率增大时,由于合金变形时间缩短,组织内部变形储存能减少,再结晶程度会降低;DMNR本构模型能够较好地预测Al-Zn-Mg-Cu铝合金的流变应力,具有较好的相关性和通用性。     

新型Al-Mg-Si-Cu合金的热变形行为及力学性能

采用热模拟研究一种新型Al-Mg-Si-Cu合金的热变形行为,制定该合金的低温快速挤压工艺和在线热处理制度,利用电子万能实验机、光学显微镜、扫描电镜对合金的力学性能和组织进行分析。结果表明:新型Al-Mg-Si-Cu合金为正应变速率敏感材料;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,也可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为189.82kJ/mol;随着热变形温度的升高和应变速率的减小,合金的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶;合金低温快速挤压后,经过在线风淬停留3h,然后200℃人工时效3h,其抗拉强度达到305MPa,屈服强度达到265MPa。     

新型建筑用铝锰合金的热变形行为

在Gleeble-3800热模拟试验机对新型Al-Mn-Er-Zr合金屋面板进行了高温热压缩变形,研究了变形温度350～550℃、应变速率0. 01～10 s~(-1)范围内的热变形行为,建立了热变形本构方程和热加工图。结果表明,建立的热变形本构方程计算得到的峰值应力与实测值基本吻合,峰值应力实测值和计算值的误差在6%以内,可以较好地对Al-Mn-Er-Zr合金的高温流变行为进行预测; Al-Mn-Er-Zr合金在变形温度450～550℃、应变速率为0. 1 s~(-1)时不会发生流变失稳,且功率耗散因子较大,较容易热加工,为适宜的热加工区域。     

Cu-Ni-Si-Co-Zr合金的热压缩行为

利用Gleeble-1500数控动态力学模拟试验机,对Cu-1.56Ni-0.65Si-1.12Co-0.05Zr合金进行热压缩试验,应变速率0.002～ 10 s-1,变形温度为600～900℃,总变形量为50％.结果 表明:在热压缩过程中,Cu-1.56Ni-0.65Si-1.12Co-0.05Zr合金的流变应力随...     

粗晶Ti60合金的高温压缩热变形行为

通过热模拟试验机Gleeble-3500,在变形温度960～1080℃、应变速率0. 001～10 s(-1)、变形程度为50%的条件下对粗晶Ti60合金进行了热压缩试验研究。研究发现Ti60合金在粗晶状态下的流变应力随着变形温度的升高以及变形速率的降低而降低,基于应力-应变数据建立的Arrhenius双曲正弦函数能够很好地描述粗晶Ti60合金的本构关系,可用于合金的开坯变形应力预测。根据热加工图确定了粗晶Ti60合金的变形稳定区和失稳区,结合微观组织观察发现稳定区内发生了典型的动态再结晶现象,为粗晶Ti60合金的开坯变形参数选择提供了依据。     

Ti40合金热压缩变形过程的开裂行为研究

用渗流铸造法制备了3种特殊孔结构(宽孔径范围孔结构、层状梯度孔结构、层状周期孔结构)的Al-Si12泡沫,对其吸声性能进行了研究.结果表明,相同厚度下,层数多的层状梯度孔径结构泡沫铝的吸声性能优于层数少的梯度孔径结构泡沫铝;层数多的层状周期孔结构泡沫铝的吸声性能比层数少的周期孔结构泡沫铝的吸声性能略有提高;具有4层周期孔结构的Al-Si12泡沫铝样品具有较好的吸声性能,其平均吸声系数为0.82,比常规单一孔径结构的泡沫铝的平均吸声系数提高了0.21,其原因与扩张室结构、流阻及微型谐振腔有关.     

5005铝合金热压缩变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对5005铝合金材料进行热压缩试验,应变速率为0.01~10 s~(-1),变形温度为300~500℃,研究了材料的流动应力,并建立了本构方程。研究结果表明:在本实验中,5005铝合金具有负温度敏感性和正应变速率敏感性。变形初期,流动应力随变形程度的增加而迅速升高,达到峰值后,逐渐趋于平缓,此时流变曲线表现为稳态流变特征;该铝合金的热压缩流动应力可用包含Zener-Hollomon参数的双曲正弦关系来描述,其热变形激活能Q为180.69 k J·mol~(-1)。     

Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热压缩变形行为

通过热压缩试验研究了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金在600~750 ℃/0.001~1.0 s^-1时的热变形行为。结果表明,Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的高温流变应力,动态再结晶临界值和动态再结晶软化效应与变形温度和应变速率密切相关。利用Arrhenius方程计算了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热激活能Q和Z参数,分别为244.94 kJ/mol、Z=ε·exp(244.94×10³/RT)。采用3种方法进行了动态再结晶临界值的计算,结果证明Poliak-Jonas准则具有最高的精度,并建立了动态再结晶临界值的本构方程。利用动态再结晶的净软化效应η值,讨论了热变形过程中动态再结晶的软化行为。最后,建立了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热加工图,确定最佳的热加工参数为680~750 ℃,0.001~0.03 s^-1,并详细介绍了功率耗散系数与动态再结晶晶粒尺寸之间的关系。     

某新型粉末高温合金热压缩变形特性的研究

采用Gleeble-1500热模拟机研究了某新型粉末合金在变形温度为1070～1170℃、应变速率为5×10-4s-1～2×10-1s-1的热压缩塑性变形行为,分析了合金流变应力、应变速率、变形温度之间的关系。结果表明,该合金的真应力-应变曲线在高应变速率下(ε≥2×10-2s-1),呈现出典型的动态再结晶特征,低应变速率下(ε≤2×10-3s-1),呈现动态回复特征;热塑性变形流变行为可用包含Arrhenius项的Z参数描述;随着变形温度的提高,该合金的应变速率敏感指数值变化很小。     

Cu-Ni-Si-Cr合金高温热压缩变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对Cu-Ni-Si-Cr合金在变形温度为600～800℃、应变速率为0.01～5 s-1条件下的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究,分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,并研究了在热压缩过程中组织的变化.结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响.     

新型镍基粉末高温合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机对新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ进行了单向热压缩变形试验,研究了其在变形温度为950～1150℃,应变速率为0.0003～1s-1条件下的热变形行为,建立和对比了不同应变量下的应变速率敏感因子m图和功率耗散效率因子η图,并对热加工图进行了组织验证。结果表明:合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;不同应变量下的η图与m图相似,随着应变量的增大,峰区的η与m值逐渐升高;当真应变为0.5时,在变形温度为1050℃,应变速率为0.0003s-1条件下,η与m达到峰值,分别为40%和25%,合金发生了动态再结晶,晶粒细化且无内裂纹。该结果为FGH98Ⅰ合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。     

Cu-Cr-Zr合金热变形行为分析

对Cu-Cr-Zr合金进行了热压缩变形实验,并建立了热变形本构方程和热加工图。结果表明,Cu-Cr-Zr合金的最佳变形条件为:变形温度780℃、应变速率0.01 s-1。随变形温度的升高,Cu-Cr-Zr合金显微组织先后发生动态回复和动态再结晶,逐渐替代纤维状晶粒并长大成等轴晶粒。