HNi55-7-4-2合金高温本构模型修正及变形激活能演化规律

研究了挤压态镍黄铜HNi55-7-4-2合金高温本构模型的修正方法及其变形激活能的演化规律,对HNi55-7-4-2合金进行不同变形温度(873～1073 K)及应变速率(0.01～10 s~(-1))条件下的等温热压缩实验,获取了HNi55-7-4-2合金的流动应力-流动应变曲线。基于材料参数和变形激活能对变形条件的依赖,构建了一种考虑变形条件对材料参数影响的修正本构模型。经验证,修正本构模型能很好地预测HNi55-7-4-2合金的高温流动应力,其预测精度高。在不同变形条件下应用修正本构模型计算变形激活能,变形激活能受到变形温度、应变速率和变形量的综合影响,其变化范围在119.0～173.2 kJ·mol~(-1)之间。此外,变形激活能随着变形温度的增加而降低,随着应变速率的增加先降低后升高。     

几种典型钛合金的热变形抗力

采用热模拟方法,研究了Ti-17,Ti-6-2-4-2s,Ti-15-3和Ti-6Al-4V合金在各种热镦粗条件下的热变形行为.在不同的变形条件下,试样在Gleeble-2000模拟试验机上进行镦粗变形.作出了不同变形程度、变形速率和变形温度下对变形抗力影响的典型曲线,并从动态回复和动态再结晶对其进行了分析.热变形温度范围为800-1050℃,间隔50℃;应变速率分别为10-3,10-2,10-1,1,10和50 s-1;真应变近似为0.6.     

冷轧TA18管材变形过程中微观组织及织构

采用SEM、TEM、XRD及EBSD技术,研究TA18合金管材冷轧过程中微观组织及织构的演变。结果表明,TA18合金管材冷轧组织为典型的纤维状组织,滑移变形为主要的变形机制。其中,轧制初始阶段,TA18变形主要以{10-10}棱柱滑移为主;随着变形量的增大,{0001}基面滑移代替棱柱滑移,成为管材中主要变形方式,同时棱锥滑移逐渐开动;当变形量进一步增大时,棱锥滑移代替基面滑移,成为管材中主要的变形方式,织构主要以{10-12}、{10-13}、{10-14}、{11-23}、{11-24}棱锥织构为主。     

基于元胞自动机的AZ31镁合金复合变形动态再结晶组织演变规律

提出了一种压痕-压平复合变形方法,分析了复合变形基本特征及作用,定义了复合变形程度表征参数,即复合变形压下量、波形间距和复合变形系数。将计算机模拟软件及元胞自动机方法相结合,对AZ31镁合金压痕-压平复合变形过程中的动态再结晶组织演变规律进行数值模拟研究。结果表明,压痕-压平复合变形方法可以有效细化AZ31镁合金的晶粒尺寸,改善组织性能。AZ31镁合金复合变形过程中,随着变形温度的升高、复合变形系数的增加以及复合变形压下量的增大,晶粒尺寸显著降低。数值模拟结果与实验结果相吻合,相对误差小于13. 8%。     

应用Murty准则优化TC11钛合金高温变形参数

在THERMECMASTOR-Z型热模拟试验机上对原始等轴组织的TC11钛合金进行热压缩实验,采用基于Murty准则的加工图技术研究该合金在990-1080℃、0.001-70 s-1变形参数范围内的微观变形机制和流变失稳现象,并优化该合金的高温变形参数.结果表明, α β两相区的较佳变形参数为990-1008℃、0.001-0.02 s-1,以990℃、0.001 s-1附近为最佳,其变形机制为超塑性.在β单相区,中等变形程度(ε<0.6)下的较佳参数为1030-1080℃、0.001-0.1 s-1,以1060-1080℃、0.001 s-1附近为最佳,其变形机制为动态再结晶;而大变形程度(ε>0.6)下的较佳参数为1020-1060℃、0.004-0.6 s-1,以1040-1050℃、0.016-0.07 s-1附近为最佳,其变形机制也是动态再结晶.失稳区出现在β单相区内,其参数范围为1000-1080℃、4.0-70 s-1,在该失稳区会出现β晶粒的不均匀变形;应变速率在0.001 s-1附近时,在β单相区变形会出现β晶粒的动态粗化.     

变形温度对IF钢应力-应变曲线及组织的影响

借助Gleeble-1500D热模拟机,测定了变形速率1 s-1、变形量50%,变形温度分别为950、870和790 ℃时,IF钢的应力-应变曲线,并使用金相显微镜观察分析空冷后的显微组织。结果表明,IF钢的流变应力随变形温度的降低而增大,且应力-应变曲线的类型不随变形温度的变化而改变,在950~790 ℃变形温度下,应力-应变曲线均表现为动态回复型;变形温度越高,变形后的铁素体晶粒越细小。     

Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金的热变形行为研究

通过热模拟实验研究了Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金在变形温度360~520℃和应变速率0.001~10 s~(-1)下的热变形行为。计算了变形激活能,建立了变形本构方程,绘制了变形条件下的热加工图。结果表明,合金最适宜的加工变形条件为变形温度440℃和应变速率0.001s~(-1)。     

Q345D钢的热变形抗力研究

利用Gleeble-3500热-力模拟试验机,在变形温度为750~1 200℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)、应变量为0.7的条件下对Q345D钢进行单道次压缩试验,得到其真应力-真应变曲线,分析了变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,降低变形温度和提高变形速率,均可使Q345D钢的变形抗力增大;只有在较低的变形速率和较高的变形温度下,Q345D钢才发生动态再结晶。通过非线性拟合,建立了Q345D钢的变形抗力模型,并与试验变形抗力进行对比分析,结果表明该模型具有较高的拟合精度。     

镁合金正挤压-扭转变形的有限元分析

对镁合金正挤压-扭转成形进行了工艺参数的有限元模拟,分析了扭转剪切变形对AZ31镁合金在成形过程中等效应变和挤压力的影响。结果表明:随着挤压温度的降低,挤压速度和摩擦系数的升高,坯料所获得的等效应变显著升高。正挤压-扭转变形可以显著提高坯料变形过程的等效应变,并改善变形的均匀性。经正挤压-扭转变形后,AZ31镁合金的塑性应变高达4.5。工艺参数的有限元分析能为AZ31镁合金正挤压-扭转变形的实际生产提供重要参考。     

Mo-Nb单晶材料的加工图及热变形行为（英文）

运用Prasad失稳准则建立了Mo-Nb单晶材料的加工图,研究了材料在1100~1300℃,应变速率0.001~10s~(-1)范围内的热变形特征。结果显示,变形温度和应变速率对Mo-Nb单晶材料的流变应力有着显著的影响。材料的加工图表明,Mo-Nb单晶的最佳热变形条件为变形温度1190℃和应变速率3.16 s~–1。材料的显微组织表明,在1150℃/10s~(-1)和1100℃/0.01 s~-1变形条件下,变形后的样品内部出现了大量的裂纹,且裂纹区域面积较大;经1250℃/0.01 s-1变形的样品,内部只有局部位置出现少量裂纹;1300℃/10s~(-1)变形的样品内部未发现明显的裂纹。X射线衍射结果显示,经1300℃/10s~(-1)变形后的样品仍保持相对较好的单晶组织。表明在1300℃/10s~(-1)变形条件下,样品在变形过程中没有发生变形失稳,这与采用加工图预测的结果相符。     

25Cr3Mo3NiNbZr钢热变形行为及微观组织研究

通过Gleeble-3800热模拟试验机对25Cr3Mo3NiNbZr钢在变形温度1000～1250℃和变形速率0.001～10 s~(-1)下进行了高温压缩实验,研究了钢的热变形行为,得到了应力-应变曲线,并建立了流动应力本构方程和热加工图,同时观察了变形后的组织。结果表明,25Cr3Mo3NiNbZr钢在热压缩过程中的变形行为可用双曲正弦函数来描述,其平均变形激活能为415.6 kJ/mol。通过热加工图可以直观地看出热变形失稳区,并且获得了易于再结晶的参数范围,即变形温度为1050～1125℃,应变速率为0.001～0.01 s~(-1)。当应变速率为1 s~(-1)且变形温度从1000℃升至1250℃时,晶粒尺寸逐渐增加;当温度为1200℃且应变速率从0.001 s~(-1)增至10 s~(-1)时,晶粒尺寸逐渐减小。     

BFe10-1-1合金变形抗力的研究

采用Gleeble-3500热模拟机对BFe10-1-1合金进行热压缩实验。研究了其在变形温度800～1000℃、应变速率0.01～15s-1和变形程度0.1～0.6下的变形抗力。结果表明：变形抗力随变形温度的升高而降低;随着变形程度增加,变形抗力不断增大;变形抗力随着变形速率的增加而增加。通过数学模型对合金在不同塑性变形下的变形抗力进行了拟合,对数学模型进行了回归分析,其预测精度较高,具有较好的曲线拟合特性。     

铝合金薄板固有变形逆解析方法的研究与开发

为了获得可靠的铝合金焊接接头上固有变形,开发一种将实验与基于固有应变的有限元法(FEM)融为一体的新方法来获得接头的固有变形。为了澄清铝合金薄板焊接固有变形的分布特征,先采用热-弹-塑性有限元计算铝合金TIG重熔接头的焊接变形,并建立固有变形在接头上的简化分布模型。其次,以该模型为基础,提出一种通过测量焊接接头上少数位置上焊前和焊后三维坐标来逆向求解固有变形的计算方法。最后,将利用该算法获得的铝合金薄板接头固有变形代入到基于固有应变理论的弹性有限元分析中,计算得到的焊接变形能较好地再现热-弹-塑性有限元方法计算得到的结果和实验结果。结果表明:采用提出的逆解析方法来获得铝合金接头的固有变形是有效可行的。     

QSn7-0.2锡青铜变形抗力的研究

使用Gleeble-1500热模拟试验机对QSn7-0.2锡青铜变形抗力进行了试验。研究了其在变形温度200~800℃、应变速率0.1~10 s~(-1)和变形程度0.1~0.6下的变形抗力。结果表明:变形抗力随变形温度的升高而降低。在变形温度200~500℃时,随变形程度增加,变形抗力不断增大;在变形温度600~700℃时,随变形程度增加,变形抗力先增大后减小。变形抗力随着变形速率的增加而增加。通过数学模型对锡青铜在不同塑性变形下的变形抗力进行了拟合。对数学模型进行了回归分析,其预报精度较高且具有较好的曲线拟合特性。     

Inconel X-750合金的热变形特性

通过热压缩实验,研究了Inconel X-750镍基高温合金在变形温度为950～1200℃,应变速率为0. 1～10 s~(-1),变形量为50%的热变形行为。研究结果表明:变形温度为1100和1200℃,应变速率为0. 1和1 s~(-1)时,合金在热变形过程中可以达到动态平衡,在其余变形条件下,合金在热变形过程中均出现连续的流变软化现象,合金的热变形激活能为377. 12 k J·mol~(-1)。通过建立材料的动态模型,制作了合金的热加工图,发现合金的功耗效率等值线在温度为1075～1085℃时,由于γ'相的溶解而发生转折,结合合金的热变形组织演变过程,确定合金在变形温度为1100～1200℃、应变速率为0. 1 s~(-1)时可以得到均匀细小的再结晶组织。     

M35高速钢的热变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对M35高速钢进行了热压缩试验,研究了变形温度在950~1150℃、变形速率为0.01~10s~(-1)时M35高速钢的热变形行为,建立了热变形本构方程和热加工图。结果表明:M35高速钢热压缩过程中的变形行为可用双曲正弦函数来表征,其平均变形激活能为333.04kJ·mol~(-1)。通过热加工图直观地展现出了M35高速钢热变形失稳的区域,并且获得了实验条件下其热变形过程的最优工艺制度,即热加工温度为1 100℃,应变速率为0.01s~(-1)。     

40Cr钢的形变热处理行为

利用Gleeble1500热/力学模拟实验机,对40Cr钢进行了变形温度为710～1050℃,变形速率为0.1～1.0 -1,变形量为0.7的热模拟单向压缩试验。分析了40Cr钢在热变形过程中的真应力-真应变曲线。结果表明,该钢在950～1050℃变形过程中发生奥氏体动态再结晶,在710～800℃变形过程中发生应变奥氏体加速铁素体析出。     

热变形对47Zr-45Ti-5Al-3V合金在变形过程中α→β相转变的影响（英文）

研究应变速率和变形温度对具有初始片状α相的47Zr-45Ti-5Al-3V合金在热变形过程α→β相转变的影响。结果表明,当变形温度为550°C时,α相的体积分数随应变速率的增加而降低;而当变形温度为600和650°C时,随应变速率从1×10~(-3) s~(-1)增大到1×10~(-2) s~(-1),α相的体积分数先增加到一个最大值,随后随应变速率的增加而逐渐下降;当变形温度为700°C时,整个变形过程中合金组织由单一β相组成。在一个给定的应变速率条件下,α相的体积分数随着变形温度的增加而降低。随着应变速率的降低和变形温度的增加,球状α相的体积分数和尺寸逐渐增加。当变形温度达到650°C和应变速率降低到1×10~(-3) s~(-1)时,片状α相完全转变为球状α相。α相的体积分数及形貌随应变速率和变形温度的变化显著影响合金的硬度。     

300M钢的热变形行为及其变形组织演变研究

基于热压缩实验,对300M钢在应变速率为10s-1下的热变形行为及其变形组织演变进行了研究。结果表明:在试样高度压下量为50%,变形温度为700～750℃时,300M钢的应力-应变曲线呈流变失稳型,且变形组织出现绝热剪切;当变形温度为800～1000℃时,300M钢的应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,且热变形过程出现了两轮动态再结晶;当变形温度为1050～1180℃时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,且热变形过程只发生了一轮动态再结晶。     

挤压态HNi55-7-4-2镍黄铜合金的热变形行为和加工图

首先，以挤压态HNi55-7-4-2镍黄铜合金为对象，应用热模拟机Gleeble-3500对其进行等温热压缩实验，研究该合金在600～800℃和0.01～10 s^-1条件下的热变形行为。其次，基于动态材料模型和极性交互模型，分别建立HNi55-7-4-2镍黄铜合金的Prasad、Murty和PRM加工图，并结合不同变形条件下的微观组织演变，对比3种加工图的预测效果。结果表明：Murty加工图预测效果最差，而Prasad加工图和PRM加工图预测效果较好。HNi55-7-4-2镍黄铜合金的最优热变形加工参数范围为：变形温度为600～725℃,应变速率为0.01～0.07 s^-1和变形温度为740～800℃,应变速率为0.05～1 s^-1。失稳区的变形机制为局部塑性流动和混晶组织，安全区的变形机制为动态再结晶。