AA7005铝合金的热加工变形特性

研究了AA7005合金高温压缩变形时的流变应力、动态回复与再结晶以变形组织变化特征。合金稳态变形时,应变速度、温度和流变应力之间满足包含热激活材料常数的Arrhenius项的双曲正弦关系,变形过程为受位错增殖和相互销毁速率控制的热激活过程,螺型位错的交滑移和刃型位错的攀移为主要动态回复机制。动态回复时,形成典型的变形亚晶组织,亚晶尺寸随1nZ的减小而增大。高温低速变形条件下,合金发生局部几何动态再结晶,流变曲线呈现连续下降的特征,形成与原始纤维组织不同的细小等轴大角度再结晶晶粒。     

基于位错密度理论的Q550D钢动态软化及加工硬化行为

针对Q550D超低碳贝氏体钢,通过热压缩实验建立了应变硬化曲线。并通过分析临界应变与峰值应变的关系、稳态流变应力和动态回复应力与峰值应力的关系,建立了位错密度模型。将位错密度模型和元胞自动机法相结合,对Q550D钢热变形行为进行了数值分析。结果表明,在相同的形变量下,应变速率较大时,位错密度高,动态再结晶形核率大,晶粒尺寸小。并且,模拟结果与实验结果吻合,说明计算模型具有较高的精度。     

纯铜动态再结晶过程的元胞自动机模拟

基于热加工过程金属学原理,建立了一类改进动态再结晶二维元胞自动机模型,模拟了加工硬化,动态回复、形核及再结晶晶粒长大等一系列过程.利用该模型可得到整个热加工过程流变应力变化,晶粒的形态、晶粒取向及大小.流变应力的大小可由基体与再结晶晶粒位错密度的平均值计算.采用该模型对不同应变,应变率及温度下纯铜动态再结晶过程进行了模拟,模拟结果与相同热变形条件下纯铜实验结果吻合较好.     

Deformation Mechanism and Microstructure Evolution of TLM Titanium Alloy during Cold and Hot Compression

研究了在应变速率0.001 s-1条件下,TLM钛合金在室温压缩和850 ℃热压缩的形变机理和组织演变规律。实验结果表明：TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下具有不同的形变机理和组织演变规律。在冷压缩过程中,TLM钛合金的形变特征主要是孪生、应力诱发马氏体转变及位错滑移;在850 ℃热压缩过程中,TLM钛合金的形变机理主要是位错滑移、动态回复和动态再结晶。在热压缩过程中,流变应力的软化过程与压缩过程中的动态回复和动态再结晶有关。TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下的抗压缩强度分别为975和40 MPa;相比冷压缩强度,TLM合金在850 ℃条件下的热抗压缩强度降低了96%     

微合金钢热变形组织与性能演变的CA模拟

建立了预测微合金钢热变形奥氏体动态再结晶组织与性能演变的元胞自动机模型.采用基于位错密度的动态再结晶理论,主要考虑动态再结晶的形核、晶粒长大,实现对动态再结晶过程晶粒形态、体积分数及晶粒尺寸的定量化表征及其演变过程的可视化描述,获得了位错密度及流变应力等参数.模拟得到的动态再结晶组织形貌及基于位错密度变化计算出的流变应力与实验结果吻合较好.     

ZK60镁合金热变形过程中的应变强化与动态再结晶行为(英文)

研究ZK60合金的高温流变应力行为。分别采用Kocks-Mecking模型和Avrami方程对合金的应变强化和动态再结晶过程进行模拟,在此基础上,构建一个考虑合金动态再结晶软化的流变应力方程并对流变应力进行预测。结果表明:预测曲线与实验结果具有很高的相关系数,所构建的流变应力方程能准确地描述热变形过程中合金的流变应力行为。微观组织观察表明在变形初期合金组织主要为动态回复组织,随着应变增加,逐渐转变为再结晶组织。     

Ti-62A合金热变形过程中的流变应力特性及组织演变

通过 Gleeble-3800 热模拟试验机的热压缩实验,研究了 Ti-62A 合金在 800、850、900 和 950℃,应变速率为 0.001、0.01、0.1 和 1s-1 下的热变形行为和动态再结晶（DRX）规律。结果表明：Ti-62A 合金的流变应力受应变速率和变形温度的影响显著;流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在 900~950℃、应变速率 0.01~1s-1 条件下,Ti-62A 合金的热变形应力-应变曲线属于动态回复型;该合金的热变形机制主要由位错运动控制,其动态软化机制包括晶界滑动和位错对消、攀移机制;Ti-62A 合金在热变形过程中,动态再结晶更有可能发生在较高的温度和较低的应变速率下,即 950℃ 和 0.001s-1;基于经典位错密度理论和 DRX 动力学理论,建立了加工硬化—动态回复和 DRX 软化效应的两阶段本构模型。DEFORM-3D 软件的仿真模拟结果证实,基于 DRX 软化效应的本构模型对 Ti-62A 合金在动态再结晶阶段的热变形行为的预测具有较高的准确性,能够为实际生产工艺的制定提供技术参考。     

TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下形变机理和组织演变规律研究（英文）

研究了在应变速率0.001 s-1条件下,TLM钛合金在室温压缩和850℃热压缩的形变机理和组织演变规律。实验结果表明:TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下具有不同的形变机理和组织演变规律。在冷压缩过程中,TLM钛合金的形变特征主要是孪生、应力诱发马氏体转变及位错滑移;在850℃热压缩过程中,TLM钛合金的形变机理主要是位错滑移、动态回复和动态再结晶。在热压缩过程中,流变应力的软化过程与压缩过程中的动态回复和动态再结晶有关。TLM钛合金在冷压缩和热压缩条件下的抗压缩强度分别为975和40 MPa;相比冷压缩强度,TLM合金在850℃条件下的热抗压缩强度降低了96%。     

7050铝合金热压缩变形的流变行为及微观组织演变

利用Gleeble-1500热模拟试验机对均匀化7050铝合金在573~723℃和0.000 5~1s-1变形条件下进行热压缩试验。通过线性回归分析计算出均匀化7050铝合金的应变硬化指数以及变形激活能,获得了均匀化7050铝合金热压缩变形条件下的流变应力本构方程。并借助扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)显微分析,对不同热变形条件下合金的微观组织演变进行研究。结果表明,均匀化7050铝合金在高温压缩变形过程中有动态回复和动态再结晶现象。随着变形温度升高和应变速率下降,合金位错密度降低,流变应力减小。在热变形过程中,合金的主要软化机制由动态回复逐渐演变为动态再结晶,热变形组织由位错亚结构转变为再结晶组织。     

Ti-Mo-V微合金化钢的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Ti-Mo-V微合金化钢进行单道次热模拟压缩试验,分析了变形温度、应变速率、变形程度等对试验钢热变形行为的影响。结果表明,在一定条件下,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大。当应变速率大于10 s^-1和变形温度小于1000 ℃时,发生动态回复;当应变速率小于1 s^-1和变形温度大于850 ℃时,发生动态再结晶。在Sellars -Tegart方程的基础上,建立了试验钢加工硬化-动态回复和动态再结晶精度较高流变应力模型,并采用回归的流变应力模型预报了Ti-Mo-V微合金化钢的实际轧制压力,预报值与实测值吻合良好。     

HOT DEFORMATION BEHAVIOUR OF Nb-BEARING LOW CARBON STEEL AND PREDICTION OF FLOW STRESS FOR METALS DURING PLASTIC DEFORMATION

Experimental investigation of hot deformation behaviour of Nb-bearing low carbon steel14MnNb was carried out by Gleeble 1500 simulator.Regressive analysis was made of the re-lationship between deformation onditions and steady state flow stress during hot deformationand the peak fliw stress corresponding to dynamic recrystallization.Clarification was alsodescribed for the influence of strain-induced Nb(C.N)precipitation on the activation energyof deformation.On the basis of analyzing the processes of dislocation multiplication and re-coveries from cross-slip of screw dislocation and from climb of edge dislocation during plasticdeformation of metals.the theoretical mpdel to predict flow stress under the condiltions of dy-namic recorery and recrystallization occirred simultancously was developed,The predictionabout flow stress in practice,under various deformation conditions by the model seems in fairagreement with the experimental results.     

铌微合金钢高温变形的本构关系

采用Gleeble-3500热模拟实验机,对铌微合金钢Q345B进行热压缩实验.基于所获实验结果,充分考虑了热变形工艺参数(应变速率和变形温度)和动态软化机制(动态回复和动态再结晶)对流变应力的影响,建立了一种考虑动态软化机制影响的高温变形显式本构模型,给出了本构方程求解的方法,确定了模型中与工艺参数相关的主要参数的定量关系式;其主要特点是能够较准确地描述材料在高应力区域的动态回复软化阶段、动态再结晶软化阶段和稳定流变阶段的应力应变关系.模型验证表明,所建立模型预测出的流变曲线与实验结果吻合良好.     

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。     

低合金钢Q345B动态再结晶动力学模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机对低合金钢Q345B进行热压缩实验,研究其在变形温度为900～1100℃和应变速率为0.01～10s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明:低合金钢Q345B在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越易发生。根据流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得到了动态再结晶激活能。通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了峰值应变模型,动态再结晶临界应变模型和动态再结晶动力学模型。并对动态再结晶动力学模型进行了误差分析,证明了模型具有较高的精确性。最后,通过所建立的模型分析了变形条件对动态再结晶的影响,验证了实验所得出的在高温、低应变速率下更有利于动态再结晶发生的规律。     

基于元胞自动机AZ31镁合金微观组织模型

以AZ31镁合金在热压缩过程中微观组织演变为基础,结合元胞自动机模型(CA),建立了镁合金变形过程中再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶百分数模型。通过对铸态AZ31镁合金在不同变形条件下的热压缩实验,推导出镁合金的位错密度模型、临界位错密度模型、形核率模型和晶粒长大模型。结合元胞自动机具体演变规则,建立元胞自动机模型,并利用应力应变曲线及晶粒大小验证元胞自动机的模拟结果,验证该模型的准确性,结合实验数据和JMAK理论,推导出再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶百分数模型。借助DEFORM-3D分析软件得到镁合金在变形过程中,晶粒尺寸分布的变化情况以及动态再结晶百分数分布的变化情况。     

AZ31镁合金热变形流动应力预测模型

采用近等温单轴压缩实验获得了AZ3l镁合金变形温度为523 723 K,应变速率为0.01—10 s^-1条件下的流动应力,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响规律.结果表明,AZ31镁合金变形过程中发生了动态再结晶,523 K时形成细小组织;而723 K时动态再结晶和长大的晶粒沿径向拉长.考虑实验过程塑性变形功和摩擦功引起的温度升高,在高应变速率条件下采用温度补偿修正了流动应力.在此基础上,建立了基于双曲正弦模型的峰值流动应力和统一本构关系,该模型利用材料参数耦合应变来描述流动应力的应变敏感性,进一步获得了合金热变形过程中流动应力与变形温度、应变速率和应变的定量关系.采用该本构关系模型预测流动应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.976,平均相对误差为5.07%,实验条件范围内预测的流动应力与实验值几乎能保持一致.     

Identification of nucleation parameter for cellular automaton model of dynamic recrystallization

The accuracy of nucleation parameter is a critical factor in the simulation of microstructural evolution during dynamic recrystallization(DRX).Based on the flow stress curve under hot deformation conditions,a new approach is proposed to identify the nucleation parameter during DRX.In this approach,a cellular automaton(CA) model is applied to quantitatively simulate the microstructural evolution and flow stress during hot deformation;and adaptive response surface method(ARSM) is applied as optimization model...     

Al-Zn-Mg合金的热变形组织演化

采用Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００热压缩模拟试验机研究了Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ（７００５）合金的高温变形组织演化行为,利用ＴＥＭ分析了合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,采用ＥＢＳＰ分析了晶粒间的取向差,研究了其动态再结晶行为,通过回归分析建立了７００５合金热变形条件与条形亚晶尺寸关系的半经验模型,合金平均亚晶大小随温度补偿应变速率Ｚ参数（Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数）的降低而增大,其倒数与Ｚ参数的自然对