喷射成形FGH95高温变形流变应力行为与预测

在变形温度为1 050~1 140℃、应变速率为0.01~10 s 1和变形率为50%的条件下,采用Gleeble 1500热模拟机研究喷射成形FGH95合金的热压缩变形行为。结果表明:在合金热压缩变形初始阶段,流变应力随应变的增加迅速增大,达到峰值应力后逐渐减小,呈现明显的动态软化特征;合金流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而显著减小;应变速率为0.1~10 s 1时,合金峰值应变随温度升高而减小,并趋于平稳;而应变速率为0.01 s 1时,合金峰值应变在1 100℃出现极大值。考虑变形量对合金热压缩流变行为的影响,引入包含应变量的四次多项式函数对双曲正弦修正的Arrhenius方程进行改进,改进后的本构方程的流变应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差为3.64%。     

2219铝合金热压缩流变应力及本构方程

为研究2219铝合金的热变形行为,采用THERMECMASTOR型热模拟试验机,在温度380～460℃,应变速率0.01～10 s^-1条件下进行了热压缩实验,获得了2219铝合金的真实应力-真实应变曲线。结果表明,变形温度和应变速率对2219铝合金流变应力有重大影响。在相同应变速率条件下,随着变形温度的升高,流变应力逐渐减小;在相同变形温度条件下,随着应变速率的增大,流变应力不断增大。为准确描述流变应力与变形温度和应变速率之间的关系,对2219铝合金热压缩获得的实验数据进行拟合,建立了基于应变补偿的双曲正弦本构方程。通过准确度的计算,得到实验值与预测值的绝对误差为4.78%,表明该本构方程能够较好地预测高温下2219铝合金的流变行为。     

C276合金高温拉伸变形的本构方程

采用电子材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650℃～750℃、拉伸速度0.35mm/min～35mm/min条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、应变速率对C276合金变形行为的作用及影响规律。结果表明,变形温度和应变速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。在变形温度700℃、拉伸速度0.35mm/min和3.5mm/min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;在变形温度750℃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。为C276合金的热加工工艺制定,提供了理论和试验的依据。     

01570铝合金热压缩变形的流变应力本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上对01570铝合金进行等温热压缩实验,变形温度为300～450℃,应变速率为0.001～1 s-1,研究其热压缩变形的流变应力行为.结果表明:01570铝合金真应力-应变曲线在变形温度为300 ℃,应变速率为0.01～1 s-1的条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复特征;而在其他条件下,应力达到峰值后随应变的增加而逐渐下降,表现出动态再结晶特征.在用Arrhenius方程描述01570铝合金热变形行为时,其变形激活能Q为152.33 kJ·mol-1.     

Al-9.4Zn-1.9Mg-2.0Cu合金的热变形流变行为与本构方程

本文对Al-9.39Zn-1.92Mg-1.98Cu合金做等温热模拟压缩实验,变形温度为300 ℃~460 ℃,应变速率为0.001 s-1~10 s-1,变形量为60%。结果表明：变形时,合金的流变应力力随着变形温度的降低或应变速率的增大而增大。由于热变形时存在摩擦影响,对流变应力曲线进行修正.结果发现摩擦修正后的应力值低于实验值,摩擦力对流变应力的影响程度随着温度的降低和应变速率的增大而增大。基于经典的Arrhenius方程,考虑应变量对材料常数(α,n,Q和A)的影响,构建该合金在热变形时的本构方程。评价改进的本构方程预测能力发现流变应力值与实测值吻合度较高,其相关度高达93.5%。     

铸态27SiMn钢热成形本构方程的建立

利用热模拟试验机对铸态27SiMn钢在应变速率为0.01¹0 s-1,变形温度为1 00010 s-1,变形温度为1 000¹ 150℃条件下的热成形流变应力行为进行了等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律。通过线性回归分析计算出铸态27SiMn钢的应变硬化指数n,变形激活能Q,获得了铸态27SiMn钢的热成形流变应力本构方程。     

Al—Cu—Mg—Ag合金热变形本构方程模型

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温压缩试验,研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在变形温度为300～500 ℃、应变速率为0.01～10.00 s-1条件下的流变变形行为,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金热变形本构方程.结果表明,流变应力随温度的降低、应变速率的提高而增大,在应变速率小于10.00 s-1的条件下,流变应力随应变增加而迅速增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;在应变速率为10.00 s-1,温度大于300 ℃的条件下,应力达到峰值后逐渐下降,并出现锯齿波动现象,表明合金发生了局部动态再结晶;Al-Cu-Mg-Ag合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为160.08 kJ/mol.     

超高强TB8钛合金高温塑性变形流变应力分析与本构方程

在Gleeble-3000热模拟试验机上进行等温恒速率热压试验(变形温度800~950℃,应变速率0.001~1.0 s-1),研究了TB8合金的高温塑性变形流变应力变化规律,建立了一个包含应变量的本构方程。结果表明,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;当ε·≤0.1 s-1时,TB8合金高温热压流变曲线为动态再结晶型流变曲线;热变形激活能Q、材料常数n、α、及ln A均与变形量有关;所建立的本构关系能较好的反应TB8合金高温低应变速率下的流变特征。     

Ti2AlNb合金高温拉伸性能研究及本构方程的建立

通过高温拉伸试验研究了Ti2AlNb合金在温度为900~1000℃、应变速率为0.0001~0.01 s~(-1)下变形温度及应变速率对材料伸长率和抗拉强度的影响,并基于试验结果研究了材料应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化趋势。结果表明:Ti2AlNb合金应变速率敏感性指数随温度及应变速率的变化呈先升高后下降的趋势,在温度为975℃、应变速率为0.0005 s~(-1)条件下达到峰值,随后快速下降。通过扩展Rossard提出的粘塑性关系式,修正了基于Backoften方程所建立的应力-应变本构关系式,建立了材料在不同温度下的热变形本构方程。试验结果与模型计算结果基本吻合,可用于表征Ti2AlNb合金在高温下的热变形行为。     

Al-W合金粉末压制体热变形行为及本构方程

采用Gleeble-1500热模拟试验机,在变形温度420~570℃、应变速率0.001~1s-1、最大变形程度60%的条件下,对Al-W合金粉末压制体进行热压缩试验。分析变形温度和应变速率对Al-W合金高温塑性变形应力的影响,计算出变形激活能为451.21k J/mol,并建立了Al-W合金本构方程。     

H13钢电渣锭热变形本构模型的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对H13钢电渣锭进行热压缩变形试验,研究了在900~1 150℃和不同应变速率条件下的真应力-应变关系。结果发现,变形温度对H13钢电渣锭热变形的流变应力有明显的影响,即流变应力随变形温度的升高而降低,但变形速度对其影响较小。根据最小二乘法原理,对H13钢电渣锭在不同温度和不同应变速率条件下的应力-应变关系进行了多元线性回归分析,建立了H13钢电渣锭的热变形本构模型。     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

管状喷射沉积坯成形过程数值模拟

喷射成形是一种近终形材料加工技术,针对管状沉积坯的成形过程进行了模拟。首先建立了管状沉积坯成形过程的数学模型,然后模拟了沉积坯厚度变化过程。结果表明：沉积器平移速度、沉积器半径、喷射距离对沉积层厚度均产生影响;而沉积器旋转速度超过30r/min时,该参数对沉积层厚度影响可以忽略。     

Ti——17合金的本构关系研究

在ＴＨＥＲＭＥＣＭＡＳＴＯＲ—Ｚ型热模拟试验机上对Ｔｉ—１７合金在温度８０５～９４５℃、应变速率１０－３～８０ｓ－１、最大变形程度５０％条件下的高温流动应力变化规律进行了研究，分析其变形温度、变形程度和应变速率对流动应力的影响规律后，对流动应力软化现象明显的Ｔｉ—１７合金提出了一种本构关系回归模型，拟合精度较高。     

喷射成形钢/Al-Pb轴瓦合金复合板材的组织及耐磨性

对喷射成形制备的钢/Al-Pb合金复合板材的微观组织,轧制和退火处理后的组织及耐磨性进行了研究.喷射成形钢/Al-Pb合金复合材料中的Al-Pb合金层经变形量为50%的轧制和320℃×5 h的退火处理后,形成致密的组织,Pb相粒子尺寸仅为1～2μm,材料的耐磨性得到提高.     

P91耐热钢热变形行为及其流变应力本构方程

基于位错反应理论和Avrami方程,建立了包含动态应变时效影响的动态回复与动态再结晶的两阶段本构方程。采用Gleeble3500热模拟试验机对P91耐热钢进行热压缩试验,获得了950～1200℃、0.01～10s-1条件下的P91耐热钢真应力-真应变曲线。利用试验获得的流变应力数据,采用非线性拟合确定了P91钢本构方程中的材料常数。模型的计算结果表明,计算曲线与试验曲线吻合得较好,所建立的本构方程可应用于预测P91钢在950～1200℃、0.01～10s-1条件下热加工变形的流变应力。     

Constitutive Analysis to Predict High-Temperature Flow Stress in 2099 Al-Li Alloy

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

喷射成形技术在钢铁材料中的应用

本文简要介绍了喷射成形技术的原理、特点及其在钢铁材料中的应用概况 ,综述了各种喷射成形钢铁材料的研究现状及其产品发展状况     

Al-20Cu-4.5Si-3Ni-0.25RE合金的高温流变本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温圆柱体压缩试验,研究Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0.25RE合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律。结果表明：应变速率和变形温度的变化强烈地影响Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金的流变应力,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述Al-20Cu-4．5Si-3Ni-0．25RE合金热压缩变形时的流变应力行为。     

TA15钛合金流变模型建立及成形载荷预测

通过热压缩试验研究了TA15钛合金在高温变形时的流动应力,并建立了TA15材料流变应力模型,同时对模型的可靠性进行了验证。