动态拉伸过程TC11钛合金绝热温升的功热转化系数确定方法

通过对分离式Hopkinson拉杆试验装置进行改进,在入射杆与透射杆上加入余波吸收器,消除了动态拉伸过程中反射余波对试件的二次加载,从而发展了动态拉伸复元试验技术。对TC11两相钛合金试件进行动态拉伸复元试验,获得了TC11合金在不同应变率下的等温应力-应变曲线,成功实现了材料的温度软化效应与应变硬化、应变率强化效应的解耦。并且对TC11钛合金开展了不同初始温度下的准静态拉伸试验,采用Johnson-Cook模型描述材料的温度软化效应,并引入绝热动态拉伸过程的绝热温升值对Johnson-Cook模型进行修正,当修正模型计算所得的绝热曲线与试验所得绝热曲线相互吻合时,可以确定TC11钛合金在不同应变率动态拉伸条件下塑性耗散功向热量的转化系数,并且发现了应变率500 s~(-1)下的转化系数要小于应变率190 s~(-1)下的转化系数。     

Ti—6A1—4V厚板的高温塑性各向异性

在25—704℃下,研究了工厂退火的、双重退火的和交叉轧制的Ti—6Al—4V厚板的平面塑性各向异性参数和法向塑性各向异性参数(分别为△R与R)与温度的关系。这两个参数与合金的织构和显微组织有关,并以最大负荷下拉伸试样的塑性应变比(R),即其宽度应变对厚度应变的比值来表征,最大负荷约相当于0.065纵向应变,试样取向与轧向成0°、45°和90°。随着温度的升高,具有α变形型基面织构的厚板的各向异性变化比具有β转变型织构厚板的各向异性变化要大。此种性质与织构的漫散程度有关,也与主要塑性变形方式由孪晶转变成滑移的热诱致转变有关。由于存在织构,上述结果有力表明:控制加工温度可能有利于改变Ti—6Al—4V厚板的塑性各向异性,以满足给定加工工序对其成形性的要求。     

TA15合金超塑性变形空洞演化及断裂行为

对TA15合金在SANS CMT4104型高温电子拉伸实验机上进行恒应变速率超塑性拉伸试验,研究了合金超塑性变形过程中空洞演化及断裂行为。结果表明:超塑性变形过程中,TA15合金空洞含量和大小受变形量、应变速率和应变速率敏感性指数m值的影响较大。随变形量增大,空洞分别沿拉伸轴方向和垂直于拉伸轴方向发生了聚合和连接,空洞长大由形核时的一般扩散机制向塑性变形机制转变。TA15合金超塑性拉伸试样断口呈针点状,断口上含有大量的韧窝状空洞,空位聚集-空洞连接是TA15合金超塑性断裂的主要机制。     

7075铝合金高温变形及损伤极限

在350、400和450℃温度下,对7075铝合金拉伸试样进行了应变速率0.001、0.01和0.1s-1的恒应变速率法拉伸试验;对预缩颈试样进行了速度为0.9和9mm·min-1的恒速拉伸试验;利用DEFORM-2D有限元软件对恒速拉伸过程进行模拟。结果表明:变形温度为影响7075铝合金断裂极限的主要因素;7075铝合金在研究温度范围内C~L损伤模型临界损伤值在0.79~1.42范围内变化;棒料拉伸过程中损伤值由中心向表面逐渐减小。     

应变速率对TC21钛合金超塑性拉伸微观组织的影响

研究了应变速率对TC21钛合金超塑性拉伸过程中应变速率敏感性指数m值及显微组织的影响.结果表明,m值在温度为900℃,初始应变速率为10^-4～10^-2s^-1时均大于0.3,在初始应变速率为3.3×10^-4s^-1时,m值达到了最大,平均值为0.376.在较快初始应变速率条件下拉伸时,在温度和较大变形程度的作用下,试样变形区发生了动态再结晶,形成了很多细小、等轴的晶粒,在最佳初始应变速率及更慢速条件下拉伸时,由于高温长时间大变形的作用,试样变形区发生了明显的聚集再结晶长大,相当一部分晶粒合并长大成片状.     

TA15钛合金的超塑性研究及组织变化

采用应变速率循环法(基于时间间隔)研究了TA15钛合金的超塑性拉伸变形行为及组织变化规律.结果表明,在变形温度分别为850、900、950℃,应变速率范围为5×10~(-6)～5×10~(-4)S~(-1)的实验条件下,TA15具有良好的超塑性.在超塑性拉伸过程中,试样变形区将发生动态再结晶,使原始条状初生α相破碎、细化和等轴化,有利于超塑性的提高.在最佳超塑性条件下(900℃),两相等轴状较多且比例非常接近,α相数量相比拉伸前试样有所减少,初生α相大小及分布较均匀,但点状α相有一定的长大,β相有少许的合并长大.     

Ti-6Al-4V合金超塑性变形时的组织演化

利用光学显微镜和扫描电镜对超塑性拉伸后的细晶Ti-6Al-4V合金分别进行了断口形貌分析和组织演化规律研究。结果表明:细晶Ti-6Al-4V合金室温拉伸时,断裂方式为准解理断裂;超塑性拉伸时,试样断裂的主要形式是韧窝-空洞聚集型断裂。在初始应变速率不变的条件下,随着拉伸温度的升高,α相晶粒尺寸增大,β相数量增多,空洞数量减少,且在840℃至930℃拉伸时,α相晶粒仍保持等轴状态,但在较高温度(960℃)拉伸时,α相晶粒被拉长,部分区域出现网篮组织。在拉伸温度不变时,随着初始应变速率的降低,α相晶粒尺寸增大,β相增多,空洞数量减少。高温(960℃以上)拉伸时,β相颗粒具有良好的塑性和较低的硬度,丰富的β相有利于晶界协调滑动,并对空洞的产生具有抑制作用。     

电流加载方式对AZ31B镁合金板材拉伸变形行为的影响

为了探究脉冲电流加载方式对AZ31B镁合金板材拉伸变形行为的影响,通过单向拉伸实验研究了脉冲电流加载方式(持续加载与间断加载)和加载时间对AZ31B镁合金板材塑性的影响,结合试样温度场分布分析了电流辅助拉伸过程中试样宽度与厚度方向的应变分布,并观察了不同电脉冲电流参数条件下的微观组织。结果表明,脉冲电流间断加载能够有效提高材料塑性,降低变形抗力,在占空比为40%、电流加载时间为9 s条件下,AZ31B镁合金板材伸长率达到40. 5%,并且发现在脉冲电流作用下,试样温度分布不均匀,从而导致了应变不均匀。此外,脉冲电流作用下AZ31B镁合金在较低温度下发生了不同程度的晶粒长大。     

不同应变率下 TRlP钢的拉伸性能

在自制气动式间接杆杆型冲击拉伸试验机上对含1.6Si-1.58Mn-0.195C的TRIP（Transformation-induced Plasticity)钢在不同应变率下的高速冲击拉伸性能进行了研究，并和静态拉伸性能进行了比较。结果显示，随应变速率的提高，材料的抗拉强度显著增加，延伸率降低。由于TRIP钢组织中残余奥氏体在应力应变作用下向马氏体的相变诱发转变显著改善了材料的塑性，因此在高应变率下的延伸率仍较好。     

5083铝合金最佳超塑性变形行为

采用最大m值法研究5083铝合金不同轧制方向的超塑性。在500℃～535℃温度范围内,得到其试样延伸率以及最佳变形温度为525℃,同时对比恒速度法、恒应变速率法在525℃的超塑性能。实验结果表明,5083铝合金轧制后,晶粒产生各向异性,导致不同轧制方向的延伸率有显著差异。在温度500℃、525℃和535℃下采用最大m值法拉伸,其纵向试样延伸率分别为264%、331%、317%,而横向试样延伸率则分别为98%、129%、119%,纵向试样延伸率显著大于横向试样延伸率。在温度525℃下,5083铝合金基于最大m值法的拉伸效果最好,其纵向试样最大延伸率为331%,拉伸时间为3846s;在相同温度下,用恒速度法、恒应变速率法拉伸,其纵向试样最大延伸率分别为316%、302%,而拉伸时间分别为9141s、12602s,最大m值法的延伸率略大于恒速度法、恒应变速率法的延伸率,但最大m值法的拉伸时间较恒速度法和恒应变速率法有大幅缩减。     

钢的含碳量对温塑性成形温度的影响

作为一种少无切屑的成形工艺．温塑性成形技术正被越来越广泛地应用。但是对温塑性成形温度的界定还有不同的观点，这给不同钢种的温塑性成形温度的确定带来了一定的困难。本文对成形后工件组织有一定要求的过共析钢的温塑性成形温度进行了研究，提出了过共析钢的温塑性成形温度为在相变温度以下某一温度区间，可免去锻后退火，保证零件最终热处理的组织质量。     

变形镁合金的塑性变形机制与动态再结晶

综述了镁合金的几种塑性变形机制，并介绍了ZK60合金在不同温度下的变形机制。同时综述了镁合金的动态再结晶机制，以及动态再结晶对变形和超塑性变形的作用。     

时效析出相在强变形过程中的室温回归现象

利用透射电镜和硬度测量实验手段，研究了多相Al-Zn-Mg-Cu合金在强烈塑性变形中的组织和性能变化，特别是析出相的改变。结果发现：强烈塑性变形加工可引起析出相变形、碎化，然后溶入基体形成过饱和固溶体。这种合金在重新时效处理时可再次沉淀析出。提出了析出相回溶现象的“畸变自由能”观点。认为因品格畸变导致析出相自由能显著升高，当高于基体相的自由能时，便会发生析出相室温溶解的自发过程，称此过程为应变回归以区别于由热处理时加热引起的回归。     

方形轧件在椭圆孔的塑性失稳分析

针对35CrMo合金冷锻钢粗轧过程出现的表面褶皱，采用非线性有限元分析方法， 分析不同鼓形率轧件在椭圆孔中的轧制过程，从变形的角度分析了轧件表面由于塑性失稳产生褶皱的原因及位置。结果表明，方形轧件在椭圆孔中轧制时，轧件角部区域塑性变形剧烈，塑性应变能密度分布出现峰值，最易产生塑性失稳而形成褶皱。增大方形轧件的鼓形率，可减小塑性应变能密度分布峰值，降低轧件表面发生褶皱缺陷的概率。     

Effect of cold work on the tensile properties of 6061, 2024, and 7075 Al alloys

Aluminum alloys 6061, 2024, and 7075 were heat treated to various tempers and then subjected to a range of plastic strain (stretching) in order to determine their strain limits. Tensile properties, conductivity, hardness, and grain size measurements were evaluated. The effects of the plastic strain on these properties are discussed and strain limits are suggested.     

第一性原理研究Re的热力学性质

基于准谐Debye-Grüneisen模型,运用第一性原理缀加投影平面波方法研究了Re的热力学性质,拟合了Re的状态方程,计算了Re不同压强下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化关系。结果表明:采用八阶Birch-Murnaghan方程拟合得到的Re压强-体积曲线与实验测量结果吻合较好;计算的零压下吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化均与实验值符合较好;在零压,50、100、150和200GPa压强下,Re的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小;焓、熵随温度升高而增加;Re的电子等容热容随温度线性增加,晶格振动等容热容在低温下符合3T幂次规律并随温度增加而迅速增大,且在高温时逐渐接近Dulong-Petit极限;预测的德拜温度约为430K,与实验结果一致。     

T6态7075铝合金温热下各向异性研究

对高强度铝合金7075-T6在0.03s-1应变率下,50～250℃温度范围进行系列单向拉伸试验,并测得不同温度下的厚向异性系数R。结果表明：7075-T6铝合金的流动应力随试验温度的升高而减小;在50～200℃温度区间,延伸率随温度的升高而增加;当温度为250℃时,由于T6特性的消失,延伸率反有所降低,得到最佳的成形温度在200℃左右;并且通过对3种不同屈服函数Mises,Hill48和Barlat89比较,得到能准确方便描述7075-T6各向异性的屈服函数,确定了不同温度下屈服函数的参数。     

On the intergranular fracture behavior of high-temperature plastic deformation of 1420 Al-Li alloy

Compared with generic industrial a1uminumalloys, Al-Li a1loys have remarkable advantagesinc1uding low density high specific strength,and rigidity. They are widely used in manyfields, such as aviation, spaceflight, energy en-gineering, weapon industry, etc. TherefOre,every country pays much attention to them.The l420 alloy belongs to Al--Mg--Li-Zr seriesalloys [ l, 2]. lt has excellent corrosion resistanceand good weldability besides the common ad-vantages of generic Al-Li alloys. lt can be…     

Modeling and experimental study of grinding forces in surface grinding

Grinding forces are composed of chip formation force and sliding force. A new mathematical model of grinding forces in surface grinding is developed in this paper. Effectiveness of this model is proved by comparison of the experimental results and the model calculation results. Chip formation energy can be divided into static chip formation energy and dynamic chip formation energy which is mainly influenced by shear strain, shear strain rate and heat in the metal removal process. A formula for calculating the chip formation force is proposed by analyzing the relationship between specific chip formation energy and chip formation force. Combined with the achievements of other researchers, a new formula for calculating sliding force considering the influence of processing parameters on friction coefficient is obtained.     

CuCrZr铜合金高温阶梯疲劳与循环塑性行为研究

对CuCrZr铜合金在300和400℃开展了阶梯疲劳试验研究,从循环应变幅、平均应变、平均应变率和能量耗散率等方面研究其循环塑性行为。研究发现,CuCrZr铜合金的循环软硬化特征以及棘轮效应受到温度与循环应力的共同作用,温度越高,越易发生循环软化现象,同时棘轮效应也更加显著。基于对CuCrZr铜合金高温拉伸断裂能与高温阶梯疲劳总耗散能的对比发现,两者均与温度相关,因此将高温拉伸断裂能作为温度补偿参数,提出了一种基于能量法的线性损伤疲劳寿命预测模型,对CuCrZr铜合金高温阶梯疲劳寿命进行预测。最后,基于断口观察分析了CuCrZr铜合金与温度相关的失效机制：在较低的温度下容易发生疲劳裂纹失效,而随着温度的升高,更易发生棘轮应变累积的韧性失效。