应用Laasraoui-Jonas位错密度模型模拟工业纯钛微观组织演变

为模拟工业纯钛的微观组织演变过程,利用Gleebe-1500D实验机对工业纯钛进行热模拟压缩实验,变形温度为700、800、900和950℃,应变速率为0.01、0.1、1和5 s-1。对实验得到的数据进行处理,建立工业纯钛Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型,结合Deform-3D软件对工业纯钛的微观组织演变过程进行模拟,并和实验所得到的微观组织进行比较。结果表明,工业纯钛在热压缩过程中,随着变形量的增加,位错密度先增大再减小,材料内部微观组织发生回复与再结晶;再结晶晶粒的模拟结果与实验结果较吻合,所建立的L-J位错密度模型是合理的。     

20CrMnTiH钢热压缩微观组织演变及动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟机对20CrMnTiH在温度为950℃~1 150℃、应变速率为0.01s~5s-1、变形量为60%条件下进行等温压缩实验,研究热压缩变形过程中变形温度和应变速率对材料流变应力和微观组织演变的影响规律。在对实验数据回归分析的基础上,建立20CrMnTiH动态再结晶模型;将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,模拟热压缩过程中的动态再结晶。结果表明,升高变形温度和降低应变速率均有利于20CrMnTiH发生动态再结晶,变形后再结晶晶粒尺寸增大,且动态再结晶体积分数增加;模拟结果与实验结果吻合。     

X12合金钢高温流变应力行为及位错密度演变规律

为研究X12合金钢高温流变应力行为及其热变形过程中位错密度的演变规律,在温度为1050~1250℃、应变速率为0.005~5 s^-1、变形程度为50%的条件下,采用Gleeble-1500 D热模拟试验机对X12合金钢进行了热压缩实验,并采用XRD分析了该材料不同变形条件下位错密度。结果表明:X12合金钢在该实验温度及应变速率范围内有典型的动态再结晶特征。基于热压缩实验数据求出了X12合金钢的热变形激活能Qact为531.095 kJ/mol,并构建了X12合金钢的Arrhenius高温流变应力模型,模型计算值与试验值吻合情况良好,平均相对误差为2.52%。不同变形条件下的X12合金钢总位错密度均在1014 cm^-2以上,并且X12合金钢总的位错密度随应变速率增加而增加,随变形温度升高而减少。     

不同变形量和变形温度对06Cr19Ni9NbN不锈钢微观组织演变的影响

通过热模拟压缩实验,得到06Cr19Ni9NbN不锈钢的动态再结晶数学模型。采用平面应变压缩实验,结合光学显微镜(OM)观察,及DEFORM有限元模拟,研究了不同变形量和变形温度对该材料微观组织演变的影响。结果表明,实验结果和模拟结果基本一致,验证了所建立动态再结晶模型的准确性;热变形过程中,随着变形量增大,动态再结晶体积百分数增大,晶粒尺寸减小;随着变形温度的增加,动态再结晶体积百分数和晶粒尺寸均增大;热变形过程中可通过控制变形量和变形温度优化材料组织,为实际生产工艺提供依据。     

基于Laasraoui-Jonas位错密度理论的TA10钛合金微观组织演变模拟

为模拟TA10钛合金的微观组织演变,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机,在变形温度为800~1050℃,应变速率为0.01~5 s~(-1)的条件下,对TA10钛合金做了热模拟压缩实验。通过处理实验数据,得到不同变形条件下的动态回复软化率系数r,分析了变形温度和应变速率对r值的影响;建立了TA10钛合金的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型,结合元胞自动机法(Cellular Automata,CA)对TA10钛合金的微观组织演变进行模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:TA10钛合金动态回复软化率系数r的值随应变速率的增加而减小,随温度的升高而增大;模拟结果与实验结果基本吻合,所构建的L-J位错密度模型能够准确预测TA10钛合金在热压缩过程中的微观组织演变。     

材料流变行为的温度和应变速率补偿研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对实验材料进行热压缩变形,研究了该材料在850~1000℃和应变速率为5~20s-1条件下的高温流变应力行为。考虑到实验过程的实际温度及应变速率与实验设定值存在差异,实验对材料高温变形过程进行了温度补偿和应变速率补偿,并给出了实验材料的变形常数(β、α、激活能Q)在材料高温变形过程中的连续变化规律,使传统的本构方程更加准确。     

蜂窝铝压缩变形机制及性能的有限元模拟

蜂窝材料是一种结构比较简单的多孔材料，是研究多孔材料的基础。采用有限元法，对7种不同相对密度的蜂窝铝的压缩过程进行了模拟研究，分析蜂窝铝的变形机制、屈服强度、平台应变和能量吸收特性，结果表明，随着相对密度的增加，蜂窝铝的屈服强度和能量吸收能力增大，而平台应变减小，变形带也越难产生。通过压缩过程的应力分布情况图分析蜂窝铝的压缩变形机制；比较了模拟结果和经验结果，验证了经验公式的适用条件。     

Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr合金β相区热变形行为及位错密度内变量本构模型

通过热压缩模拟试验机Gleeble3500进行了Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)合金在β相区的热模拟压缩试验(变形温度为860、885、910、935℃,应变速率为0.001、0.01、0.1、1 s~(-1)),采用光学显微镜分析了材料的组织演化行为。结果发现,Ti-55531合金变形过程中的动态软化效应以动态回复为主,在低应变速率下,组织呈现再结晶特征。为了通过材料变形机制去描述流动应力行为,考虑加工硬化和动态软化机制对位错密度的影响,建立了Ti-55531合金在β相区的位错密度内变量本构模型。结果表明,该模型能够准确预测Ti-55531合金在β相区的热变形行为。     

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学

采用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金在温度为200～400℃、应变速率为0.001～10s-1、最大变形量为60%的条件下进行恒应变速率高温压缩实验,研究高温变形过程中合金的动态再结晶行为;采用EM模型描述合金的动态回复曲线,以此为基础,得出ZK60合金热压缩过程中的动态再结晶动力学Avrami方程.利用有限元模拟合金热压缩过程中的动态再结晶.结果表明ZK60合金热压缩过程中由于存在动态再结晶的软化作用,流变应力达到峰值后逐渐减小,并最终达到稳态;随着变形量的增加和变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加,合金变形更加均匀;随着应变速率的增加,动态再结晶分数有所减小,且.变形也更不均匀.     

基于L-J位错密度模型的7050铝合金微观组织演变模拟

为了模拟分析铝合金热变形过程中的微观组织演变过程,采用热物理模拟试验机对7050铝合金在变形温度分别为573、623、673和723 K和应变速率分别为0.01、0.1、1和10 s-1的条件下进行了热压缩试验.通过对试验数据进行处理,求解得到了7050铝合金的动态软化系数与加工硬化系数,并建立了改进后的Laasraoui-Jonas (L-J)临界位错密度模型,将该模型应用于合金热压缩变形过程的微观组织模拟,并与试验结果进行对比.结果 表明:采用修正的L-J位错密度模型可以计算7050铝合金动态再结晶过程中的位错密度;修正的L-J位错密度模型结合元胞自动机能比较精确地模拟7050铝合金的动态再结晶过程.