Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金成形性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对AZ31B-0.8Nd稀土镁合金在应变速率为0.01～1s-1,温度为300～450℃,最大变形量约为70%的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟实验,研究了实验合金在高温变形时的流变应力与应变速率及变形温度之间的关系和组织变化。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增加,随应变温度的升高而减小;在应变速率和变形温度相同时,挤压态试样的流变应力明显低于铸态试样的流变应力,压缩变形量对应力应变关系的影响很小。探明了镁合金变形软化的主要机制是动态再结晶。根据实验分析,合金的热加工宜在400～450℃温度范围内进行,并且挤压态较铸态更易热挤压成型,更有助于晶粒细化。     

不同热处理状态Al-Mg-Si合金的热压缩力学行为及微观组织

利用Gleeble-3500热模拟试验机对不同热处理状态的Al-Mg-Si合金进行了高温压缩试验,研究了变形温度为100～400℃和应变速率为0.01 s-1条件下固溶态和时效态合金的热压缩流变行为.结果表明:合金在压缩变形过程中主要经历了应变硬化和稳态变形两个阶段.流变应力随变形温度的升高而下降,同一变形温度下,时效...     

DP工艺Inconel 718合金高温流变曲线修正及应变本构模型

采用等温热压缩实验研究DP工艺Inconel 718合金在变形温度为900~1060℃,应变速率为0.001~0.5 s~(-1)条件下的高温流变行为,分析摩擦因数和绝热温升对真应力-真应变曲线的影响,并对摩擦引起的流变应力误差进行了修正,建立了基于应变量的应变本构模型。结果表明:随着应变速率的增大和变形温度的降低,摩擦因数的影响趋于明显,变形激活能和材料常数是应变量的函数。对引入应变量参数建立的用于预测工艺处理的Inconel718合金不同变形量时的流变应力本构模型进行误差分析,其实验值与预测值的相关性系数为0.998,平均相对误差绝对值为3.87%,能够用于准确预测不同变形量时合金的流变应力值。     

加工工艺对Cu-Cr-Zr合金热变形行为的影响

在Gleeble-3500热模拟试验机上,对Cu-Cr-Zr合金进行了热模拟试验,研究了其真应力-应变曲线的变化规律。结果表明,合金的流变应力及峰值应力均随变形温度的升高和应变速率的降低而减小,说明该合金属于正应变速率敏感材料。在变形初始阶段,冷轧时效态合金的流变应力及应力增加速率大于时效态合金的。随着应变增大,时效态合金的流变应力大于冷轧时效态合金的。采用双曲正弦函数描述Cu-Cr-Zr合金的,求得其热变形激活能并建立该合金时效态和冷轧时效态的流变应力本构方程。     

Mg-AI-Zn-Nd稀土镁合金成形性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对AZ31B-0．8Nd稀土镁合金在应变速率为0．01～1s^-1，温度为300～450℃，最大变形量约为70％的条件下，进行了恒应变速率高温压缩模拟实验，研究了实验合金在高温变形时的流变应力与应变速率及变形温度之间的关系和组织变化。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增加．随应变温度的升高而减小；在应变速率和变形温度相同时，挤压态试样的流变应力明显低于铸态试样的流变应力。压缩变形量对应力应变关系的影响很小。探明了镁合金变形软化的主要机制是动态再结晶。根据实验分析，合金的热加工宜在400～450℃温度范围内进行，并且挤压态较铸态更易热挤压成型，更有助于晶粒细化。     

Cu-Ni-Si-Ag合金动态再结晶及组织演变

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下的流变应力行为进行了研究.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:热模拟实验中,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.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数n,应力参数α,结构因子A,热变形激活能Q和流变应力方程.合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响.     

Al-Er-Zr合金的热变形行为及动态析出（英文）

通过200～400℃温度范围内的热压缩实验对Al-0.04Er-0.08Zr的热变形行为进行了研究。通过实验得到的应力-应变曲线是利用Arrhenius-type方程线性拟合来分析的,合金的变形微观结构通过透射电镜进行观察。结果表明,不论是固溶态合金还是时效态合金在热压缩过程中其都是以动态回复为主要软化恢复机制。固溶态合金样品在高温以及低应变速率的热压缩条件下会发生快速时效析出,且动态析出会明显增加固溶态合金在热压缩过程中表面受到的流变应力,但并不能有效地提高变形合金的硬度。动态析出还会导致应力-应变曲线在运用Arrhenius-type方程线性拟合时出现一定的偏差。     

Cu-Ni-Si-P合金的动态再结晶

在Gleeble-1500D热模拟实验机上,在应变速率为0.01～5 /s、变形温度为600～800 ℃条件下,采用高温等温压缩实验对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.03P合金的流变应力行为进行研究。结果表明：热模拟实验中,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;在应变温度为750和800 ℃时,合金热压缩变形流变应力出现明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出该合金热压缩变形时的热变形激活能和本构方程。     

Inconel 718高温合金等温压缩过程的组织演变及温度场模拟

采用Gleeble 3800热压缩试验机、Deform-3D有限元软件和光学显微镜研究了Inconel 718高温合金在950～1150℃温度范围和应变速率0.1～10 s^-1范围内的组织演变和温度场模拟。结果表明，在低变形温度和高应变速率下，初始阶段随着应变的增加，流变应力迅速增加到峰值。达到峰值应力后，流变曲线呈现出明显的流变软化现象。在低变形温度、高应变速率下，产生的变形热较大，合金易于发生动态再结晶，且动态再结晶程度较高，晶粒尺寸较小。当应变速率降低，变形热也逐渐降低，合金内部动态再结晶的晶粒体积分数减少。在变形温度为1100℃和应变速率为0.1 s^-1时，合金发生完全动态再结晶。基于Deform-3D软件模拟的温度场分布结果可知，低变形温度、高应变速率的热变形条件会使合金内部产生较大的变形热，随着变形温度的升高和应变速率的降低，变形热的值逐渐减小。当变形温度和应变速率一定时，合金内的变形热会随真应变的增加而不断增加。     

铸态TB6钛合金热变形行为及本构关系

通过等温恒应变速率压缩实验研究铸态TB6钛合金在温度为800～1 100 ℃,应变速率为10-3～1 s-1条件下的热变形行为.结果表明:应变速率对铸态TB6合金流变应力的影响最显著,其次是变形温度,而应变的影响作用最小.在低温高应变速率下,流变应力曲线呈连续软化特征,而在高温低应变速率下,流变应力曲线呈稳态流变特征.铸态TB6合金的热变形激活能为200 kJ/mol,接近纯钛β相的自扩散激活能,表明在实验条件范围内主要发生动态回复过程.在Arrhenius方程基础上考虑了应变对流变应力曲线的影响,建立了能准确描述铸态TB6钛合金流变应力曲线的双曲正弦本构关系.     

Flow Behavior and Microstructures of Inconel 625 Superalloy at the Elevated Temperature

The deformation behavior of Inconel 625 superalloy was investigated by means of hot compression tests. The flow stress curves were obtained in the temperature and strain rate ranges of 950-1200 ℃ and 0.01-10 s-1, respectively. Optical microscopy was used to evaluate the microstructural evolution of the alloy under different conditions examined. The results show that the flow stress decreases with decreasing strain rate and increasing temperature, and the activation energy is about 654.502 kJ/mol. Microstructure observations show that with increasing temperature, the sizes and volume fraction of dynamic recrystallization (DRX) grains increase. The strain has no remarkably effect on the sizes of DRX grains, but with increasing strain the volume fraction of DRX grains increases. During hot compression of Inconel 625 superalloy at elevated temperature, the occurrence of DRX was the main softening mechanism. The DRX mechanism of Inconel 625 superalloy can be mainly attributed to the discontinuous dynamic recrystallization (DDRX).     

CONSTITUTIVE RELATIONSHIP OF SUPERALLOY IN718

ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＶＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＯＦＳＵＰＥＲＡＬＬＯＹＩＮ７１８Ｊ．Ｍ．Ｚｈａｎｇ;Ｌ．Ｚ．Ｍａ;Ｊ．Ｙ．Ｚｈｕａｎｇ;Ｑ．Ｄｅｎｇ;Ｊ．ＨＤｕａｎｄＺ．ＹＺｈｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ,ＣｅｎｔｒａｌＩ...     

Inconel 751合金热压缩变形条件下的流变应力模型

采用Gleeblc-1500热模拟试验机对Inconel751合金在应变速率为0.005s-1～20.0s-1,变形温度为980℃～1200℃条件下的流变应力进行了研究。结果表明,在试验范围内,Inconel751合金热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的双曲对数函数能较好的描述Inconel751合金的流变行为;得到了回归的峰值应力表达式和热变形激活能表达式。     

Inconel 625合金高温高速热变形行为

通过等温热压缩实验研究Inconel 625合金的高温高速热变形行为,获得了合金在温度为1000～1200℃、应变速率为1～80 s-1的条件下的真应力-应变曲线,并在考虑变形热效应的基础上对真应力-应变曲线进行了修正。对修正后的峰值应力进行线性回归,得到材料的材料常数:Q=442.97 kJ/mol,n=4.49,α=0.0029 MPa-1。通过非线性回归建立了Inconel 625合金在高温高速条件下的本构模型。     

Incoloy 800H高温变形流动应力预测模型

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了 Incoloy 800H合金在变形温度为1273-1473 K和应变速率为0.01-10 s^-1条件下的流动应力行为. 采用双曲正弦函数建立了 Incoloy 800H高温条件下的流动应力本构方程, 以六次多项式考虑了应变量耦合因素对本构关系的影响. 研究结果表明, Incoloy 800H在热压缩变形过程中, 低应变速率和高应变速率条件下分别呈动态软化和动态回复特征, 流动应力随应变速率的增加而增加, 随温度的升高而降低; 采用应变的六次多项式拟合得到的本构关系流动应力预测值与实验值吻合较好, 绝大多数(95%)情况下预测的误差小于 6.5%, 平均相对误差仅为3.15%.     

Hastelloy C276高温合金热加工微观组织演化元胞自动机模拟

采用Gleeble热模拟试验机对Ni-Cr-Mo系高温合金Hastelloy C276进行单道次和双道次热压缩试验,获得了不同热变形条件下的流变应力曲线和微观组织,在此基础上回归了该合金热变形物理冶金模型及参数,进而构建了微观组织拓扑演化的元胞自动机模型。结果表明:Hastelloy C276高温合金在高温热压缩过程中易发生动态再结晶,当动态再结晶不完全时,在热压缩保温或道次间歇内,再结晶晶粒将进一步快速生长而发生亚动态再结晶。Hastelloy C276高温合金再结晶行为对变形温度、变形速率、应变量等工艺参数敏感;构建的元胞自动机模型,集成计算了热压缩和道次间歇过程中的位错密度、再结晶形核及晶界迁移等,可有效表征多工艺参数下Hastelloy C276高温合金热压缩过程中的微观组织拓扑结构演化和应力-应变响应。     

Strain-rate hardening behavior of superalloy IN718

In order to produce superior feed stock for the forging of turbine disks and other components, it is necessary to better understand the effect of deformation parameters on the hot deformation behavior of IN718 during thermomechanical processing. Superalloy IN718 is a strain-rate sensitive material. In the present work, isothermal constant speed compression tests of superalloy IN718 were conducted using a computer-controlled MTS machine at temperatures of from 960 to 1040°C, with initial strain rates of from 0.001 to 1.0 s⁻¹, to engineering strains of from 0.1 to 0.7. The variation of flow stress with initial strain rate was analyzed in the paper. It was found that there was an obvious power-law relationship between flow stress and initial strain rate. From the results of these tests, a mathematical model showing the strain-rate hardening behavior of superalloy IN718 at elevated temperatures was developed. At the same time, the flow stress calculated from the model was compared with experimental results and the effect of deformation parameters on the related coefficients was analyzed.     

基于BP神经网络的GH5188高温合金本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH5188高温合金试样进行热压缩试验,研究其在应变速率为0.001~0.1s^-1和变形温度在1000~1150℃时的热变形行为;建立了基于BP神经网络的本构模型,并验证了所建本构模型的可靠性,最后基于误差计算分析了BP神经网络本构模型的精度。结果表明,温度和应变速率对GH5188合金流变应力的影响明显,随着压缩温度升高和应变速率降低,GH5188合金流变应力明显减小。经定量误差计算分析,BP神经网络本构模型应力预测偏差值在10%以内的数据点占97.92%,BP神经网络模型能准确地预测GH5188高温合金的高温流变应力。     

C276合金的热变形行为(英文)

采用万能材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650～750°C、变形速度0.35～35mm/s条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、变形速率对 C276 合金变形行为的作用及影响规律。结果表明:变形温度和变形速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着变形速率的提高而增大。在温度为700°C、应变速率为0.35mm/s和3.5mm/s时,曲线呈现出明显的稳态流变应力特征,合金变形机制以动态回复为主;在温度为 750 °C时,随着应变量的增加,合金内发生动态再结晶。利用Zener-Hollomon参数建立了C276合金的变形抗力模型, 求得变形激活能为327.66kJ/mol。     

Mg-5Y-0.5Ce-0.5Zr合金的热压缩行为

在变形温度为300～450 oC、应变速率为0.01～1 s-1的条件下进行热压缩试验,对Mg-5Y-0.5Ce-0.5Zr镁合金的热变形行为进行了研究。结果表明,在热压缩变形过程中,该合金的流变应力随着变形温度和应变速率的变化而变化。在同一应变速率下,流变应力随着变形温度的增高而降低;在同一变形温度下,流变应力随着应变速率的减小而减小。该合金热压缩流变应力的本构方程可采用双曲正弦形式构建,热变形激活能Q为253 kJ/mol。