Ti2AlNb合金高应变率下流动应力特征与本构关系

利用电子万能试验机和分离式Hopkinson压杆得到Ti_2AlNb合金准静态拉伸曲线及高应变率下动态压缩应力-应变曲线,观察分析变形后试样的微观组织,研究其高应变率下的流动应力特征。结果表明:在应变率2500～7500 s-1范围内,Ti_2AlNb合金的流动应力对应变率有较强的敏感性,且具有应变强化、应变率增强及增塑效应;应变率为5500、6500、7500s-1的3组试样中观察到了与加载方向约成45°的绝热剪切带。改进Johnson-Cook本构模型,拟合实验数据得到Ti_2AlNb合金室温下的动态塑性本构关系,与实验对比,改进后的模型能够较好地描述Ti_2AlNb合金在高应变率下的流动应力。     

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。     

Ti600合金的高温本构方程

采用热模拟压缩试验研究了Ti600合金在变形温度为800～1100℃、应变速率为0.001～10s-1范围内应力-应变曲线的变化规律。研究结果表明:Ti600高温钛合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小;随着应变的增大,合金的真应力-真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值,然后渐渐出现流变“软化”现象。以经典的双曲正弦形式的模型为基础建立了Ti600合金热变形的本构方程,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值。     

Ti600合金的高温本构方程

采用热模拟压缩试验研究了Ti600合金在变形温度为800～1100℃、应变速率为0．001～10s^-1范围内应力一应变曲线的变化规律。研究结果表明：Ti600高温钛合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小；随着应变的增大，合金的真应力一真应变曲线在经历了明显的加工硬化阶段后达到最大值，然后渐渐出现流变“软化”现象。以经典的双曲正弦形式的模型为基础建立了Ti600合金热变形的本构方程，同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值。     

Mg-4Zn-2Y合金的高温拉伸流变本构关系

通过对轧制态Mg-4Zn-2Y合金在不同热变形温度以及应变速率下进行高温拉伸试验,研究了Mg-4Zn-2Y合金在不同工艺参数下进行热变形时流变应力的变化规律,并绘制了热加工图。结果表明,流变应力与变形温度以及应变速率均有关系,热变形温度不变时,材料的最大流变应力会随着应变速率的提高而增大;在应变速率不变时,材料的最大流变应力随着变形温度的升高会逐渐下降。采用双曲正弦修正的本构模型确定了轧制态Mg-4Zn-2Y合金的变形激活能Q=242 233.2 J·mol^-1,应力指数n=8.09。通过热加工图确定了Mg-4Zn-2Y合金的可加工区域为472.15~545.00 K,10^-3~10^-4 s^-1和545.00~672.15 K,10^-4~10^-1 s^-1。     

Ti2AlNb合金不同温度下的高温氧化行为

研究了Ti₂AlNb合金在不同温度下的高温氧化行为。采用连续氧化增重的方法计算了合金氧化动力学规律;用XRD、SEM、EDS等手段研究氧化后的表面相结构和表面、截面形貌以及元素分布。结果表明,Ti₂AlNb合金在650 ℃和750 ℃下的连续氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,而在850 ℃时符合直线规律。氧化层分层现象明显,且都未形成连续致密的Al₂O₃保护层。氧化产物主要为TiO₂,少量的Al₂O₃、Nb₂O₅,以及微量的AlNbO₄、Nb₂TiO₇、AlNb₂。氧化温度越高,分层越明显,富氧层越厚,危害性氧化物越多。     

Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的热变形行为及本构方程的建立

通过热模拟压缩试验研究了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金在变形温度950~1100 ℃,变形速率0.001~1 s^-1,最大变形程度50%条件下的热变形行为。结果表明：Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的流变应力对热变形工艺参数（变形温度和变形速率）的敏感性较高,其真应力-真应变曲线具有峰值应力、应变软化和稳态流动特征。采用Arrhenius双曲正弦函数和多元回归处理法确定了合金在试验条件下的应力指数n、变形激活能Q等材料参数,建立了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金高温变形本构关系模型。     

工艺参数对粗晶Ti2AlNb合金超塑性行为的影响

研究了粗晶状态(200～800μm)的Ti-22Al-25Nb合金在1213～1263 K温度范围内和3.3×10-4～3.3×10-2s-1初始应变速率范围内的超塑性性能与变形工艺参数之间的关系,探讨了温度和应变速率变化对合金延伸率的影响规律,并根据合金在变形过程中的流变应力变化对合金的本构方程进行了求解。结果表明,在上述条件下粗晶状态的合金也表现出一定的超塑性,较佳变形温度为T=1238 K,较佳初始应变速率为3.3×10-4s-1,延伸率达到370%,合金的延伸率随应变速率的降低而增大。通过对合金变形过程相关数据进行计算,合金的热变形激活能为759.918 kJ/mol,合金的变形机制主要表现为动态再结晶和新相长大。     

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。     

Ti2AlNb合金板材的电子束焊接

采用电子束焊接工艺研究Ti-22Al-24Nb-1Mo合金厚度为0.6 mm冷轧板的焊接性,用电子探针观察焊后焊接接头处的合金元素分布情况,通过光学金相显微镜、扫描电镜和透射电子显微镜对等对焊后及焊后热处理的焊接接头区域显微组织演变和相组成的变化进行了分析,利用维氏显微硬度计测试焊后及焊后热处理的焊接接头区域的显微硬度.结果发现:该合金板材具有良好的焊接性能,焊接接头未产生焊接缺陷;Al元素有一定程度的烧损,焊缝熔合区由柱状B2相晶粒组成;经焊后热处理,熔合区组织转变为(O+β)网篮组织;焊后及焊后热处理均为热影响区的硬度值最高;经焊后热处理,焊接接头的硬度显著提高.     

保温时间对Ti2AlNb基合金高温拉伸强度的影响

高温拉伸试验标准仅规定保温时间下限,对保温时间上限没有提及.以Ti2AlNb基合金650℃高温拉伸试验为例,证明保温时间对拉伸强度结果有影响,提出对于这种高温拉伸试验过程出现保温时间效应的特殊材料,标准应明确规定各应变速率下的保温时间范围,保证不同检验部门试验结果的一致性和可对比性.     

渗铝温度对Ti_2AlNb合金高温抗氧化性能的影响

利用双辉等离子表面冶金技术在Ti_2AlNb合金表面制备渗铝层,借助SEM,EDS和XRD研究了3种工艺温度下(720,780和840℃)渗铝层的微观组织及其相组成,并测试了渗铝温度对Ti_2AlNb合金高温氧化性能的影响。结果表明:等离子渗铝层由沉积层和扩散层组成,随着渗铝温度的升高,扩散层厚度不断增加,且内部Al、Ti和Nb元素浓度呈梯度分布。经渗铝处理后的Ti_2AlNb合金在850℃空气中的氧化速度主要受扩散层Al元素与基体Ti、Nb元素之间的热扩散过程控制。氧化动力学曲线呈对数变化规律。在840℃制备的渗铝层具有最佳的抗高温氧化性能。     

TC4钛合金高温锻造本构模型的实验研究

通过大量Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟实验机上压缩实验,求出ＴＣ４钛合金生产条件下的本构模型。指出试制备、设备控制以及数据修正方法,给出实验结果数据,为指导钛合金锻造生产提供必要依据。     

7075铝合金高温力学性能及本构方程研究

在变形温度为440、460和480℃,应变速率为0. 001、0. 01和0. 1 s~(-1)的条件下,依次沿0°、45°和90°的轧制方向,对7075铝合金板材进行热拉伸试验,研究7075铝合金的高温力学性能。结果表明:7075铝合金的力学性能受变形温度、应变速率及轧制方向的影响,7075铝合金的抗拉强度随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加,且抗拉强度的增长率比较大;抗拉强度在轧制方向为0°时最高,45°时次之,90°时最低。通过对7075铝合金热拉伸获得的试验数据进行参数拟合,建立了在不同轧制方向上的Arrhenius型本构方程。     

高强硼钢高温变形行为及其本构方程的建立

通过热模拟压缩试验研究了高强硼钢在880~1000℃、0.01~10 s~(-1)、最大变形55%条件下的高温变形行为。结果表明,试验钢高温真应力-真应变曲线在较高的应变速率(10 s~(-1))或较低温度(880℃)时具有动态回复特征;在较低应变速率(0.01 s~(-1)、0.1 s~(-1)、1 s~(-1))且温度较高(960~1000℃)时具有动态再结晶特征。采用双曲线模型和最小二乘法回归处理确定了试验钢在相应条件下的材料常数,建立了高温本构方程,本构方程预测结果与实测值取得了很好的一致。     

Ti2AlNb合金与TC4合金真空扩散连接

采用真空扩散焊方法连接Ti2AlNb合金与TC4合金,并研究连接参数与接头显微组织、力学性能之间的关系.结果表明,由于Al、Ti、Nb和V的扩散,界面处生成3种反应层,分别是TC4一侧的B2/β层和ɑ2层以及Ti2AlNb侧的ɑ2+B2/β层.连接温度决定接头中的原子活性,因此,控制着反应层的形成和接头的抗剪切强度.当...     

Ta对Ti_2AlNb基合金微观组织和高温性能的影响

对Ti Al Nb Ta系列合金的组织结构、高温拉伸力学性能进行了研究。结果表明 ,合金中Ta替代部分Nb ,提高了合金的 β/B2转变点温度 ,有利于细化合金的微观组织结构 ;随着Ta含量增加 ,Ti2 AlNb基合金在650℃的屈服强度增加。