Ni_3Al基MX246A合金的应力-应变曲线及加工图

在MTS810试验机上进行了MX246A合金的热压缩试验,获得了不同变形条件下该合金的真应力-真应变曲线,建立了MX246A合金的热加工图。结果表明,Ni3Al基MX246A合金的流变应力随着变形程度的增加先达到峰值应力,之后逐渐降低,趋于稳态流变。在较高的应变速率变形时容易达到稳态流变,在较低的应变速率时,随着应变量从临界应变逐渐增大,流变应力单调递减,并且随着温度的升高,单调递减的速率逐渐增大。真应变量为0.7的MX246A合金的加工图上存在一个安全加工区,对应的温度在1 220℃附近,应变速率在0.001s-1附近。随着真应变量的增大,功率耗散峰值区域逐渐向高温区移动,功率耗散的微观机制随之由动态回复向γ′相的回溶转变。     

Ni/Ni_3Al两相合金箔材的退火行为研究

研究了冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在经过100h退火后的再结晶过程以及织构和晶粒的微取向的变化。对其织构的测量未表现出如冷轧单相Ni3Al合金退火后所具有的织构记忆效应。EBSD(electron back-scattered diffraction)的测量结果显示退火后根据晶粒的取向可分为两个区域,一个区域的晶粒保持了与冷轧后试样的晶粒相同的取向,即其取向为(110),并且这一区域沿轧制方向呈带状分布,而另一个区域的晶粒的取向则为随机的。两个区域中(110)取向晶粒所占的百分比依次为57%和16%,并且在长时间退火后这种带状结构依然存在。冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在600～800℃之间退火时存在两种再结晶过程。一部分区域退火后生成大量的晶粒取向随机分布的再结晶晶粒,而在另一部分区域则其再结晶晶粒保持与冷轧织构相同的晶粒取向,并随着退火温度的升高而长大。     

2507超级双相不锈钢的热变形行为

用MMS-200热模拟实验机对2507超级双相不锈钢(/%:0.022C、0.58Si、25.35Cr、7.17Ni、4.05Mo、0.28N)12 mm热轧板在1 000～1150℃、应变速率0.01～10s^-1下进行了热压缩实验。实验结果表明,在应变速率一定的条件下,变形温度越高,2507超级双相不锈钢峰值应力越低;在变形温度一定的条件下,峰值应力随着应变速率的增加而增加。根据热变形方程计算得到压缩变形时的平均表观应力指数n=3.25,热变形激活能Q=460kJ/mol。基于实验数据构建了2507超级双相不锈钢在相应变形条件下的热变形方程。     

含Nb微合金钢Q345E热变形行为研究

通过Thermecmaster-Z热模拟机研究了(%)0.084C-1.05Mn-0.026Nb-0.003Ti-0.007Mo-0.003V微合金钢Q345E,在变形温度1 000~1 100℃,变形速率1~10 s^-1时,单道次变形时变形温度和变形速度对临界应变和动态再结晶的影响,以及在变形温度950~1 050℃,变形速率10 s^-1双道次变形时变形温度和停留时间对静态再结晶的影响。试验结果表明,单道次变形时高的变形温度促进钢的再结晶,但高的变形速度加速钢的硬化;双道次变形时,停留时间延长和变形温度升高均增加静态再结晶百分率。     

热轧低碳钢高温变形行为与显微组织

采用 Gleeble-1500试验机对低碳钢进行热变形试验,获得了真应力-真应变曲线,进而研究了变形温度为900~1200℃,应变速率为0·1~10 s－1对材料热变形行为的影响。通过非线性回归获得了材料在不同变形条件下的材料常数,建立材料的热变形本构方程,进而分析了热变形低碳钢的微观组织演变及极限压缩率的变化规律。结果表明：基于热变形方程真应变为0·5时的热变形激活能Q为216·95 kJ/mol,利用该本构方程计算的峰值应力与试验得到的应力-应变曲线的峰值应力吻合较好;应变速率1 s－1,变形温度1100℃下的显微组织较其他温度相比都要细小、均匀,此时其极限压缩率最大可以达69％,可在此工艺条件下实现较大的塑性变形,且变形后具有较好的综合力学性能。     

热处理对一种Ni3Al基单晶合金组织的影响

利用光学显微镜和扫描电镜对Ni3Al基单晶合金IC21的铸态组织和不同热处理制度后的组织进行了观察,研究了固溶温度和时效温度对合金热处理组织的影响.研究结果表明,IC21单晶合金的铸态组织由γ’相、γ相以及枝晶间的白色块状析出相组成,枝晶干上γ’相尺寸比枝晶间的γ’相尺寸大.IC21单晶合金的初熔温度约为1345℃,热处理窗口约为65℃.枝晶间γ’相的溶解温度低于枝晶干γ’相的溶解温度.固溶温度越高,时效处理后γ’相的尺寸越均匀.一级时效处理温度对γ’相的尺寸、形态和数量有明显影响.随着一级时效温度的增加,γ’相的体积分数和尺寸增加,形状由类球状向立方状再向长条状转变.1320 ℃/10 h/aac+ 1060℃/2 h/ac +870℃/32 h/ac热处理后可使合金获得γ’相尺寸和分布均匀且立方度高的优良组织.     

生物医用Ti-6Al-7Nb合金高温变形行为研究

为了研究用于外科植入生物材料Ti-6Al-7Nb合金的热变形行为,利用Gleeble 2000热模拟实验机对Ti-6Al-7Nb合金在750～900℃温度范围和0.001～10.000 s-1应变速率范围内进行等温热压缩实验,试验在氩气保护下进行,采用金相显微镜和透射电镜观察热变形后的组织;通过计算变形激活能分析Ti-6Al-7Nb合金在热压缩过程中的变形机制。结果表明:流变应力在经历加工硬化阶段后均表现出流变软化现象,在较低应变速率ε=0.001～0.100 s-1时,材料的软化主要受α相动态再结晶影响;而在较高应变速率ε=1～10 s-1时,材料基本不发生再结晶,其软化是由于钛合金在变形过程中的绝热效应造成的。通过Arrhenius方程计算出合金在750,800,850和900℃下的变形激活能分别为209.25,196.01,194.01和130.40 kJ.mol-1;在750～850℃下的激活能接近于α-Ti的自扩散激活能(200 kJ.mol-1),表明在750～850℃的变形由α-Ti自扩散参与的动态再结晶控制;在900℃下激活能略低于β-Ti的自扩散激活能(160 kJ.mol-1),说明在900℃下的变形机制由β相的动态回复控制。综合考虑变形行为与组织细化因素,温度在750～850℃,变形速率在0.01～0.10 s-1范围为良性热加工区域。     

再结晶态TZM合金热变形特征的研究

采用Gleeb-3500热模拟实验机,对再结晶态TZM(Mo-0.39Ti-0.093Zr-0.017C)合金的热变形特征进行了研究。试样用粉末冶金的方法制备,经过70%变形量的高温锻造,然后分别在1100,1200,1300,1400,1500和1600℃的温度下退火,观察了TZM合金的再结晶过程。热模拟实验在1200℃的温度下进行,应变速率为0.1 s-1,变形量为30%,得到了压缩过程的真应力-应变曲线。研究结果表明,TZM合金的硬度随着退火温度的升高而显著降低,且下降的速率为0.13(HV/℃),1600℃退火后,晶粒已经充分长大,再结晶完成,TZM合金明显变软;完全再结晶后的TZM合金在1200℃下热压缩变形,当应变量小于5%时,应力随着应变的增加而迅速增加,加工硬化现象明显;当应变量大于5%时,应力随着应变的增加而缓慢增加,加工硬化速率降低。     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。     

Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金热压缩变形行为

对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金进行等温压缩实验,变形温度范围为923～1123 K,应变速率为0.001～1 s<'-1>.分析表明该材料的流变应力对温度与应变速率敏感:当变形温度为923～1023 K时,流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征;当变形温度为1073 K时,低应变速率(0.001s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征,高应变速率(0.01-1 s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;当变形温度为1123 K时,流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;峰值流变应力随着变形温度的升高而下降,且下降速率随着温度升高而降低;峰值流变应力随着应变速率的升高而升高,升高速率在923～1023 K范围内随着应变速率升高而下降,在1073 K时随着应变速率升高而升高,在1123 K时随着应变速率升高无变化.Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为789 kJ·mol-1.     

Hot deformation behavior of 07Cr25Ni21NbN austenitic heat resistant steel modified using 0. 3% vanadium

Hot deformation behavior and processing maps of test steel were investigated at temperature range of 930-1230?? and the strain rate range of 0. 005-5s-1using isothermal hot compression tests by Gleeble3800 thermal- mechanical simulators. The change of microstructure of test steel with different deformation conditions was observed by means of metallographic microscope. The flow stress curve of the test steel was analyzed and its activation energy for thermal deformation was 571kJ/mol. The processing maps of the test steel were established when the true strain were 0. 4 and 0. 8, respectively. It is found that there are three boundaries of the peak area of dissipation power in processing map with the true strain of 0. 8. When the deformation temperature is 1230?? and the deformation rate is from 0. 005 to 5s-1, the microstructure of the test steel transitions from coarse serrated grains to finer equiaxed grains. When the deformation rate is 0. 5s-1 and the deformation temperature is increased from 930?? to 1230??, the microstructure changes from equiaxed structure and partially dynamic recrystallization structure to flow instability structure.     

铸造TiAl基合金的热变形行为及加工图

通过高温压缩模拟试验结果建立TiAl基合金的热加工图,结合扫描电镜、透射电镜等试验手段,研究铸造TiAl基合金在温度为1 000~1 150℃、应变速率为0.001~1 s 1范围内的热变形行为。结果表明:铸造TiAl基合金是温度、应变速率敏感材料,其流变应力随温度升高和应变速率降低而降低。铸造TiAl基合金的高温变形机制以层片晶团的扭折、弯曲及动态再结晶过程为主。在高温(1 150℃),低应变速率(≤0.01 s 1)下变形后,铸态组织中β相含量明显减少直至消除。在变形温度1 150℃、应变速率0.001 s 1下变形时,铸造TiAl基合金未发生超塑性变形;此时由于动态再结晶晶粒异常长大导致加工图上该区域功率耗散值未达到最大,而是有减小的趋势。     

Ti-Al-Nb-W合金的高温变形行为

在Thermecmastor-Z动态热模拟试验机上对Ti-43Al-4Nb-1.4W合金进行高温压缩变形实验,实验温度范围为1 050~1 150℃,应变速率范围为0.001~1 s 1。根据该合金的真应力-真应变曲线,建立合金高温变形的本构方程和热加工图,并对不同变形区域的组织进行分析。结果表明:Ti-43Al-4Nb-1.4W合金高温压缩变形峰值应力与变形条件的关系可用双曲正弦函数来表示,其变形激活能为567.05 kJ/mol,高温变形的本构方程为:ε=3.37×1018.[sinh(0.0043σ)]3.27exp[567.05/(RT)];加工图显示该合金最佳加工区域的应变速率为0.001~0.01 s 1(η范围在40%~55%),在此加工区域内合金发生较明显的动态再结晶和β相的球化。     

5Cr9Si3钢的高温变形行为及流变应力异常变化机理

通过不同热加工参数下的热压缩试验,研究了新型阀门钢5Cr9Si3的高温变形行为.5Cr9Si3钢在850~900℃和1000~1100℃温度区间内峰值应力分别随温度的升高而减小,而在900~1000℃温度区间内出现峰值应力随温度升高而增大的异常现象.进一步的微观组织及相结构演化分析表明:5Cr9Si3钢在900~1000℃温度区间内发生了由铁素体向奥氏体的转变,产生奥氏体相变强化;同时,随着变形温度的提高,碳化物的回溶造成碳元素和铬元素对5Cr9Si3基体固溶强化效果增强.相变强化和固溶强化是导致5Cr9Si3在900~1000℃温度区间内流变应力异常变化的主要原因.     

Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金的二次挤压热变形行为

采用Gleeble-1500型热模拟机在变形温度为360~480℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0~0.7的条件下,研究Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金二次挤压过程的热变形行为,获得其热变形工艺参数,并分析热变形后的显微组织。结果表明:合金的峰值应力随应变速率的增大而提高,随应变温度的升高而降低;在变形温度、应变速率相同的情况下,一次热模拟的峰值应力均大于二次热模拟(450℃,10 s~(-1)除外);合金二次挤压过程的流变应力可以采用含Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式来描述;由于二次热模拟试样中位错及晶界运动增强,使二次热模拟的激活能(Q)、应力指数(n)均小于一次热模拟的相应参数,导致二次挤压较一次挤压容易发生再结晶。     

6069铝合金的热变形行为和加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为300～450℃,应变速率为0.01～10 s?1条件下对6069铝合金进行热压缩实验,研究该合金的热变形行为及热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,6069铝合金热变形过程中的流变行为可用双曲正弦模型来描述,在实验条件下的平均变形激活能为289.36 kJ/mol。真应变为0.7的加工图表明合金在高温变形时存在2个安全加工区域,即变形温度为300～350℃、应变速率为1～10 s?1的区域和变形温度为380～450℃、应变速率为0.01～0.3 s?1的区域。适合加工的条件是变形温度为350℃,应变速率0.01 s?1。     

超级奥氏体不锈钢的高温变形行为

 为了研究超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N钢的高温变形行为,采用Gleeble热模拟试验机进行了等温压缩试验,建立了合金的热加工图。结果表明,当变形温度为1 000～1 200 ℃时,Cr20Ni24Mo6N钢的流变曲线表现出典型的“加工硬化＋动态再结晶软化”特点;Cr20Ni24Mo6N钢的热激活能[Q]为678.656 kJ/mol。通过加工图与微观组织综合分析得出,超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N的合适热加工工艺为,应变速率10 s－1左右,应变量0.5～0.8,变形温度1 150～1 200 ℃。     

14Cr-ODS铁素体钢的热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究机械合金化法制备的14Cr-ODS铁素体钢在变形温度为1 050~1 200℃、应变速率为0.001~0.3 s 1条件下的高温变形行为,测定其真应力真应变曲线,分析流变应力随应变速率以及变形温度的变化关系。应用MATLAB软件计算最佳的应力水平参数,通过线性回归分析得出材料的变形激活能、材料常数和材料的双曲线本构方程,构造14Cr-ODS铁素体钢的热加工图。结果表明:14Cr-ODS铁素体钢的流变应力随温度升高而减小,随应变速率增加而增大;其变形激活能为501.11 kJ/mol,最佳应力水平参数为0.007,应力指数为4.08;加工失稳温度区域为1 050~1 100℃,应变速率区域为0.1~0.3 s 1;适合加工的条件是变形温度为1 150℃,应变速率为0.1 s 1。