基于热加工图的6061铝合金热压缩变形特性研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对6061铝合金进行等温热压缩试验,研究变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~10s-1、压缩量为60%条件下合金的热变形特性,分析其高温流变应力行为,依据动态材料模型建立热加工图并结合热变形组织分析6061铝合金的热变形机制。结果表明,6061铝合金流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而下降,其高温软化机制以动态回复为主;合金在高应变速率下普遍存在流变失稳,最佳热加工区间变形温度为430~450℃,应变速率为0.01~0.05 s~(-1),该工艺范围内合金出现了部分动态再结晶组织。     

热处理对汽车车身用5182铝合金板性能的影响

采用Gleeble3800热模拟机对5182铝合金进行压缩变形试验,分析了该合金在变形温度350~480℃、应变速率0.001~1 s-1、工程变形量为66.6%条件下的流变应力变化规律。基于动态材料模型建立了5182铝合金的热变形本构方程和热加工图,确定了失稳区,得到5182铝合金热变形激活能Qdef=160.46 k J/mol;根据热加工图确定了最佳的热加工区间变形温度355~450℃,应变速率0.1~0.001 s-1。对安全区内热加工后5182铝合金组织的微观形貌进行了研究,为该合金的热加工工艺制定提供了依据。     

Cu-Cr-Zr合金的高温热压缩变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对Cu-Cr-Zr合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850℃的高温变形过程中的变形行为(流变应力和显微组织)进行研究。根据动态材料模型计算并分析该合金的热加工图,并结合变形显微组织观察确定该合金在实验条件下的高温变形机制及加工工艺。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出该合金高温热压缩变形时的热变形激活能(Q)为392.5 kJ/mol,同时利用逐步回归的方法建立该合金的流变应力方程。利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了实验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数:温度范围为750~850℃,应变速率范围为0.001~0.1 s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化。     

Cu-Ni-Si-P合金热变形行为及热加工图

采用高温等温压缩试验,对Cu?Ni?Si?P合金在应变速率0.01~5?1、变形温度600~800°C条件下的高温变形行为进行了研究,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和本构方程。根据实验数据与热加工工艺参数构建了该合金的热加工图,利用热加工图对该合金在热变形过程中的热变形工艺参数进行了优化,并利用热加工图分析了该合金的高温组织变化。热变形过程中Cu?Ni?Si?P合金的流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的提高而增大,该合金的动态再结晶温度为700°C。该合金热变形过程中的热变形激活能Q为485.6 kJ/mol。通过分析合金在应变为0.3和0.5时的热加工图得出该合金的安全加工区域的温度为750~800°C,应变速率为0.01~0.1 s?1。通过合金热变形过程中高温显微组织的观察,其组织规律很好地符合热加工图所预测的组织规律。     

建筑用6061+Er铝合金的热变形行为与热加工图北大核心CSCD

为了改善6061+Er铝合金的热加工性,通过扫描电镜、透射电镜和Gleeble-3800热模拟试验机,研究了6061+Er铝合金的微观组织,以及当变形温度为375~500℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)时的热变形行为。结果表明,锻态6061+Er铝合金中存在微米级初生Al_(3)Er相和起弥散强化效果的纳米级次生AlEr相。建立了6061+Er铝合金热压缩变形过程中的流变应力本构方程,当应变速率为0.001~10 s^(-1)、变形温度为375~500℃时,流变应力计算值与峰值真应力实测值的误差<10%,验证了流变应力本构方程的准确性和可靠性。6061+Er铝合金适宜的热加工范围为:变形温度为375~400℃、应变速率为0.001~0.01 s^(-1)。     

铸态Mg-8Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn镁合金的热变形行为和热加工图（英文）

采用热压缩实验研究Mg-8Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn镁合金在温度为200~350°C、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热变形行为。结果表明,流变应力随着应变速率的增加而明显增大,随着变形温度的升高而减小。同时,采用回归分析的方法建立预测合金流变应力的模型,该模型与实验结果能较好地吻合。以动态材料模型为基础建立合金的热加工图,从加工图中可以看出,随着应变的增大,合金的非稳态区域变大,合金在高温和低应变速率下具有良好的加工性。     

温度和应变速率对Zr_(50)Ti_(50)合金在β单相区热变形行为的影响（英文）

在温度为700~850°C和应变速率为0.001~1s~(-1)的条件下,研究了Zr_(50)Ti_(50)合金在β单相区的热变形行为和组织演变。流变曲线呈现典型的流变软化特征。在较高的应变速率下,出现了不连续屈服现象,这一特点在其他传统锆合金中没有发现。计算得到表观变形激活能为103 kJ/mol,并建立了该合金在β单相区的流变应力与应变速率和变形温度之间的本构方程。分析表明该合金的热变形机制主要为动态回复,并且由于较强的动态回复效果而抑制了动态再结晶。随后,通过计算建立了合金的热加工图,并根据热加工图找到了合金在β单相区的最佳热变形加工参数为温度830~850°C,变形速率为0.56~1s~(-1)。     

2050 Al-Li合金的流变曲线修正及加工图（英文）

采用热压缩实验研究2050 Al-Li合金在变形温度为340~500°C、应变速率为0.001~10 s~(-1)范围内的热变形行为。分析摩擦及温度变化对流变应力的影响,并对流变曲线进行修正处理;基于动态材料模型及修正后的真应力数据,获得真应变为0.5条件下合金的加工图;利用金相显微镜对压缩试样显微组织变化进行观察。结果表明,在热变形过程中材料的摩擦及温度变化对流变应力有显著影响;合金合适加工区域位于变形温度为370~430°C、应变速率为0.01~0.001 s~(-1)区域,以及变形温度为440~500°C、应变速率为0.3~0.01 s~(-1)区域内;失稳区位于高应变速率下(3~10 s~(-1))所有温度范围内;动态回复和动态再结晶是2050 Al-Li合金在稳定加工区域内主要变形机理,而在失稳区合金变形机理主要表现为流变集中。     

Cu-Cr-Zr-Ag合金高温热变形行为与变形机制

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr-Ag合金进行高温等温压缩试验,当热压缩应变速率为0.001~10 s-1、热变形温度为650~950℃时,同时对合金高温热压缩的热加工图以及变形机制进行研究。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大;热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述,其激活能为Q=343.23 k J/mol,同时利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程。根据动态材料模型计算并分析了合金的热加工图,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数:温度为750~800℃、应变速率范围为0.01~0.1 s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化。     

欠时效态7075铝合金热变形行为及热加工图

采用Gleebe-3500型热模拟试验机对7075铝合金进行等温恒应变速率热压缩实验,研究了该合金在变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下的热变形行为,并据此建立了热加工图。结果表明:流变真应力随应变速率的升高而增大,随变形温度的升高而减小;经250℃、16 h欠时效处理的样品,其峰值应力要显著大于未经时效的样品;真应变为0.3和0.7的热加工图在250~350℃的温度区间、0.01~1 s~(-1)的应变速率区间均出现流变失稳;16 h欠时效态7075铝合金的最佳热变形参数为:变形温度400~450℃、应变速率0.01~0.001 s~(-1)。     

Cu-0.8Mg合金高温变形行为与机制

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-0.8Mg合金进行热变形试验,变形温度为500~850℃、应变速率为0.001~10 s-1,研究不同试验条件下合金流变应力的变化规律,分析合金的流变应力、应变速率和变形温度之间的关系,对合金的热加工图进行研究。结果表明:合金在热变形过程中,其流变应力曲线表现出典型的加工硬化、动态回复和再结晶特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,其流变应力和峰值应力也随之降低;合金热变形过程中的激活能为177.88 k J/mol,构建了合金的本构方程;合金在热变形过程中的最优加工参数为:变形温度为700~800℃、应变速率为0.01~0.1 s-1。     

淬火态7005铝合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟仪上进行热压缩实验,研究在变形温度250-450°C、应变速率0.0005-0.5 s^-1时淬火状态下的7005铝合金的热变形行为。实验结果表明：淬火状态7005合金的流变应力受变形温度和应变速率的双重影响,热变形过程中的流变应力可用Zener-Hollomon参数的指数型方程表示。通过比较本构方程计算出的流变应力和实验测量的流变应力发现预测结果和实验结果有很好的相符性。基于动态材料模型,在真应变为0.1、0.3和0.5处构建了淬火状态下的7005铝合金的热加工图。通过加工图分析及微观组织观察发现合金的最优热加工区域为：270-340°C,0.05-0.5 s^-1,在该区域内变形时合金发生了合理的动态再结晶行为。合金的流变不稳定性与绝热剪切带以及局部流变的产生有关。因此,为获取满意的性能,在热加工时应避开这些不稳定的区域。     

生物可降解医用WE43合金流变行为及热加工图

采用Gleeble1500D热模拟试验机,在变形温度为350~500℃,应变速率为0.001~1s~(-1),最终应变量为60%的条件下,对可降解生物医用镁合金WE43的流变行为进行研究,并建立该合金的热加工图。结果表明:该合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的减小而降低;同时,利用双曲正弦模型获得该镁合金的热激活能及其应力指数,并建立该合金的流变应力本构关系。在热加工图中,功率耗散因子η随着应变速率的减小和变形温度的增加而先增后减。并得到该合金的最佳加工区间为温度400~450℃,应变速率为0.003~0.02s~(-1)。     

6061铝合金热变形动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3500试验机对6061铝合金进行单道次等温恒应变速率压缩试验,研究合金在应变速率为0.001～1s~(-1),温度为350～500℃热变形条件下的动态再结晶行为。统计试验所得流变应力曲线峰值应力数据,确定合金热变形激活能Q为307.528kJ·mol~(-1),建立合金在不同热变形条件下的流变应力方程,动态再结晶峰值和临界应变模型;依据流变应力曲线特征,计算合金在不同变形条件下的动态再结晶体积分数,据此建立动态再结晶动力学模型。分析流变应力曲线可知铸态6061铝合金在350～500℃下变形,应变速率较低时(0.01s~(-1)),合金组织更容易发生动态再结晶,应力软化现象更明显。     

稀土Ce对Cu-Cr-Zr合金高温变形行为的影响

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr合金和Cu-Cr-Zr-Ce合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850℃的高温变形过程中的流变应力行为进行了研究。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。从流变应力、应变速率和温度的相关性,利用逐步回归的方法建立了两种合金的流变应力方程。稀土元素Ce的加入能够细化Cu-Cr-Zr合金晶粒,而且能够促进Cu-Cr-Zr合金的动态再结晶。根据动态材料模型计算并分析了两种合金的热加工图,利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数,利用热加工图分析了两种合金不同区域的高温变形特征以及组织变化。对比分析后得出稀土元素Ce的加入能够优化Cu-Cr-Zr合金的热加工性能。     

ZL270LF铝合金的热变形行为与组织演变

通过热压缩实验研究了ZL270LF铝合金在变形量为70%,温度为300~550 ℃,应变速率为 0.01~10 s^-1范围的热变形行为,建立了流变应力本构方程模型,绘制出了二维热加工图,确定了最佳热加工区域,采用电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）技术研究了该合金的组织演变规律。结果表明：ZL270LF铝合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,热变形激活能为309.05 kJ/mol,最优热加工区为温度470~530 ℃、应变速率为0.01~1 s^-1。该合金在热变形过程中存在3种不同的DRX机制,即连续动态再结晶（CDRX）、不连续动态再结晶（DDRX）和几何动态再结晶（GDRX）,其中CDRX是ZL270LF铝合金动态再结晶的主要机制。     

6061铝合金高温流变行为

利用Gleeble-3500热模拟实验机,对6061铝合金在变形温度为350℃、400℃、430℃、460℃、480℃和500℃,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1条件下进行高温压缩实验,得到的真应力-真应变曲线形态基本符合铝合金的热变形力学特征。采用Arrhenius双曲正弦关系描述6061铝合金的高温流变行为,确定其激活能Q=163.4366kJ·mol-1;基于动态材料模型理论绘制6061铝合金热加工图,确定其最佳热加工区域温度为T=420℃~450℃。     

Cu-0.8Cr-0.3Zr合金热变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,研究了Cu-0.8Cr-0.3Zr合金在变形温度为650~950℃、应变速率为0.001~10 s-1、总压缩应变量60%条件下的流变行为,对热变形过程中的组织演变和动态再结晶机制进行了分析,同时分析了该合金的热加工图。结果表明,变形温度越高,应变速率越小,合金越容易发生动态再结晶,且对应的峰值应力也越小。利用逐步回归的方法建立该合金的流变应力方程。绘制了Cu-Cr-Zr合金的热加工图,确定了其热加工时的安全区与失稳区,得出了该合金在实验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数:温度范围为850~900℃,应变速率范围为0.1~1 s-1。     

Cu-Cr-Zr-Y合金热压缩力学行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-Cr-Zr-Y合金进行高温等温压缩试验,变形温度和应变速率分别为650~850℃和0.001~10 s-1,对合金高温热压缩过程中的变形行为进行研究。结果表明:其流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而减小。并根据动态材料模型绘制和分析了该合金的热加工图,得出了热变形过程的最佳工艺参数为:温度为800~850℃,应变速率范围为0.001~0.1 s-1。     

粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为及加工图(英文)

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行等温压缩实验,在变形温度为1000-1150°C、应变速率为0.001-1s-1的条件下,研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。不同应变条件下的加工图表明该合金的加工图对应变量很敏感。应变量为0.5时,对应的加工图表明粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金合适的加工区域是:温度1000-1050°C、应变速率0.001-0.05s-1;温度1050-1125°C、应变速率0.01-0.1s-1。对热变形后合金的显微组织和加工图进行分析,发现1000°C,0.001s-1是该合金进行热变形的最佳工艺参数。