ODS-310合金的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究机械合金化制备的ODS-310合金在变形温度为1 050~1 150℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的高温变形行为,测定其真应力-应变曲线,分析其流变应力与应变速率及变形温度三者之间的关系,并采用Zener-Hollomon参数法建立ODS-310合金的高温变形本构方程,基于动态材料模型,构造ODS-310合金的热加工图。结果表明:ODS-310合金的流变应力随变形温度降低或应变速率提高而增大;该合金热变形过程中的流变行为可用双曲线正弦模型来描述,在实验条件下的平均变形激活能为828.384 kJ/mol;真应变为0.4的热加工图表明,ODS-310合金在高温变形时存在2个加工失稳区,即变形温度为1 050~1 070℃、变形速率为0.01~1s-1的区域,和变形温度为1 130~1 150℃、变形速率为0.1~1 s-1的区域;ODS-310合金的最佳变形温度和应变速率分别为1 150℃和0.001 s-1。     

齿轮钢SAE8620H高温变形行为及热加工图

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s^-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应力、应变速率和温度相关数据推导出SAE8620H高温变形激活能Q=280359.9 J·mol^-1.根据变形量40%和60%下应力构建该齿轮钢的热加工图,通过热加工图中耗散值及流变失稳区确定其热变形工艺参数范围.SAE8620H钢在在变形程度较小时宜选取低的应变速率进行成形,而在变形程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率.     

03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢的热变形行为及热加工图

关键词：双相不锈钢; 流变曲线; 本构方程; 热加工图     

多组元Fe-W-B合金本构方程及热加工图的研究

为解决铸造高硼合金难热加工以及硼化物呈网状分布的问题,本文以多组元Fe-W-B合金为例,采用Gleeble-3500热模拟实验机研究了其在变形温度800℃～1150℃、应变速率0.01s^-1～10s^-1条件下的高温流变行为。结果表明,多组元Fe-W-B合金的高温流变应力状态主要受温度和应变速率影响,具体表现为流变应力随着应变速率降低和变形温度升高而减小,真应力-应变曲线表现出动态回复型和动态再结晶型特征。本文还构建了Arrhenius型热变形本构方程并对其准确性进行了验证;根据热加工图确定了多组元Fe-W-B合金最佳热加工窗口并进行锻造验证。锻后,多组元Fe-W-B合金中的网状硼化物被有效破碎并且力学性能大幅提升。     

微合金化8630钢高温热压缩变形行为研究

在AISI8630钢基础上制备了一种微合金化8630钢。在变形温度为850～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1、压缩量为60%条件下,使用Gleeble-3500热模拟试验机进行单向热压缩试验。分析微合金化8630钢在不同条件下的应力应变曲线及组织变化,确立试验钢的热变形本构方程,并基于动态材料模型(DMM)模型建立热加工图。结果表明：在试验过程中,当材料变形程度一定时,流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小。通过修正拟合,材料热激活能为409.036 kJ/mol,预测理想变形条件温度为1 125～1 200℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1。     

40%SiCp/Al复合材料热变形行为及热加工图

采用Glebble-1500D热模拟试验机,在350～500℃变形温度、0.01～10.00 s^-1应变速率条件下进行等温压缩变形,研究40%Si Cp/Al复合材料(体积分数)的热加工性能。通过热变形真应力-真应变曲线分析复合材料的热变形规律,建立材料本构方程,利用动态材料模型计算出应变速率敏感指数和功率耗散效率系数,绘制出功率耗散图、失稳图及二维加工图。结果表明,应变速率和变形温度显著影响流变应力,应变速率一定时,变形温度升高,流变应力减小;在相同的变形温度下,随应变速率的增加,流变应力也随之升高。根据加工图可知,在高温高应变速率条件下,材料的功率耗散效率系数大,说明该变形区域发生了组织转变;应变对失稳区域和加工区域影响不大,功率耗散效率系数随应变的增加而增大。40%Si Cp/Al复合材料建议热加工条件为变形温度436～491℃,应变速率0.04～9.97 s^-1。     

Al-Cu-Mg-Ag合金热压缩变形行为的预测

采用了热模拟实验机研究了Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热压缩变形行为。实验的温度和应变速率分别为340～500℃,0.001～10 s-1。分别用了本构方程和人工神经网络来对Al-Cu-Mg-Ag合金的流变行为进行了分析和模拟。神经网络的结构是3-20-1;输入参数是温度,应变速率和应变;输出参数是流变应力。结果表明该合金的流变曲线出现加工硬化、过渡、软化和稳态流变这4个阶段,流变应力随着应变速率的增加而增大,随着变形温度的下降而减少。用所建立的神经网络模型预测了变形温度和应变速率对流变应力的影响,预测的结果与热压缩变形的基础理论吻合得很好,而且该模型可以很好地描述Al-Cu-Mg-Ag合金的流变应力,在应变速率为0.001～10 s-1的条件下,其平均相对误差分别为3.68%,3.98%,1.53%,3.53%和2.04%。这表明神经网络的预测性能优良,具有很强的推广能力。同时通过本构方程和神经网络的预测结果比较看出神经网络模型的相关系数比较高,而且神经网络比本构方程有更好的预测性能。神经网络可以预测不同应变下的相应的流变应力,但是本构方程只可以根据不同的应变速率和温度来预测峰值应力。     

Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金热压缩变形行为

对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金进行等温压缩实验,变形温度范围为923～1123 K,应变速率为0.001～1 s<'-1>.分析表明该材料的流变应力对温度与应变速率敏感:当变形温度为923～1023 K时,流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征;当变形温度为1073 K时,低应变速率(0.001s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态再结晶曲线特征,高应变速率(0.01-1 s<'-1>)的流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;当变形温度为1123 K时,流变应力曲线呈现动态回复曲线特征;峰值流变应力随着变形温度的升高而下降,且下降速率随着温度升高而降低;峰值流变应力随着应变速率的升高而升高,升高速率在923～1023 K范围内随着应变速率升高而下降,在1073 K时随着应变速率升高而升高,在1123 K时随着应变速率升高无变化.Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为789 kJ·mol-1.     

7085铝合金热变形行为特征

采用光学金相、热压缩实验和本构方程计算,研究了7085铝合金在不同热变形工艺下的热变形行为。实验结果表明,在热变形温度350～460℃和变形速率0.01～10 s^-1范围中,随着7085铝合金变形温度的提高和速率降低,合金的变形峰值应力随之降低,7085铝合金呈现出正应变速率敏感性;采用Arrhenius本构关系构建了7085铝合金热变形的本构模型,并建立了7085铝合金变形温度和速率范围内的热加工图,确定出7085铝合金热变形加工的合适工艺范围温度为420～460℃,应变速率0.01～0.3 s^-1。在此工艺条件下,合金变形稳定且易于金属流动。     

6069铝合金的热变形行为和加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为300～450℃,应变速率为0.01～10 s?1条件下对6069铝合金进行热压缩实验,研究该合金的热变形行为及热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,6069铝合金热变形过程中的流变行为可用双曲正弦模型来描述,在实验条件下的平均变形激活能为289.36 kJ/mol。真应变为0.7的加工图表明合金在高温变形时存在2个安全加工区域,即变形温度为300～350℃、应变速率为1～10 s?1的区域和变形温度为380～450℃、应变速率为0.01～0.3 s?1的区域。适合加工的条件是变形温度为350℃,应变速率0.01 s?1。     

Ti-Al-Nb-W合金的高温变形行为

在Thermecmastor-Z动态热模拟试验机上对Ti-43Al-4Nb-1.4W合金进行高温压缩变形实验,实验温度范围为1 050~1 150℃,应变速率范围为0.001~1 s 1。根据该合金的真应力-真应变曲线,建立合金高温变形的本构方程和热加工图,并对不同变形区域的组织进行分析。结果表明:Ti-43Al-4Nb-1.4W合金高温压缩变形峰值应力与变形条件的关系可用双曲正弦函数来表示,其变形激活能为567.05 kJ/mol,高温变形的本构方程为:ε=3.37×1018.[sinh(0.0043σ)]3.27exp[567.05/(RT)];加工图显示该合金最佳加工区域的应变速率为0.001~0.01 s 1(η范围在40%~55%),在此加工区域内合金发生较明显的动态再结晶和β相的球化。     

RAFM钢应变补偿本构关系及热加工图

低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢具有较低的辐照肿胀率和优异的力学性能,被认为是聚变堆首选的结构材料。然而,低活化钢强度高、冷塑性变形抗力大的特点,使其难以通过冷加工或低温加工实现大规模生产。使用MMS-200型热模拟试验机,在变形温度为950～1 200℃、应变速率为0.1～5 s^-1和最大变形量为50%条件下,进行了低活化铁素体/马氏体钢(0.11C-9.4Cr-1.35W-0.22V-0.05Si-0.11Ta-0.50Mn)单道次热压缩试验,研究其热变形行为。基于动态材料模型构建了不同应变量下的低活化钢变形本构方程和热加工图,确定了最优热加工参数,结合金相结果分析了材料变形过程中微观组织演化规律,为低活化钢的热加工成形工艺及组织优化提供理论参考。结果表明,在相同应变速率下,随着变形温度升高,流变应力逐渐降低,在一定变形温度下,流变应力随应变速率增大而增大;温度和应变速率对组织的影响主要取决于变形过程中材料内部发生的动态回复和再结晶等机制的交互作用。使用六阶多项式拟合进行应变补偿建立的低活化钢变形本构方程具有较高的预测精度,平方相关系数为0.972。显微组织...     

7085铝合金热变形的流变应力行为和显微组织

采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩实验,研究7085铝合金在变形温度为350~470℃、应变速率为0.001~1 s?1条件下的流变应力变化规律和变形后的显微组织。研究表明:7085铝合金的流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程描述为ε=A[sinh(ασ)]nexp(?Q/RT),也可用Zener-Hollomon参数来描述,其参数A、α、n以及热变形激活能Q分别为2.722 54×1011s?1、0.016 03 MPa?1、6.259以及176.58 kJ/mol。随着温度升高和应变速率降低,合金的主要软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶。     

7085铝合金的高温压缩流变应力及软化行为

对均匀化炉冷态7085铝合金进行高温压缩实验,研究该合金在变形温度为350~450℃、变形速率为0.001~0.1 s 1和应变量为0~0.6条件下的流变应力及软化行为。结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而迅速增大,出现峰值后逐渐软化进入稳态流变;随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值流变应力降低。采用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系描述合金的流变行为。分析和建立了应变量与本构方程参数(激活能、应力指数和结构因子)的关系,研究发现本构方程参数随应变量的增加而减少。合金的流变行为差异与动态回复再结晶和第二相粒子相关。     

Monel K-500合金高温流变特性及其本构方程

采用Gleeble 3800热模拟实验机研究了Monel K-500合金在变形温度为850~1 100℃,应变速率为0.01~10s-1时的高温流变行为,测定了合金在不同条件下的流变应力曲线。结果表明,最大压缩变形量对合金的流变行为影响不大;变形温度相同时,合金在应变速率为0.1s-1时取得最大峰值应变;根据Arrhenius模型得到了合金的热变形本构方程。     

High temperature deformation behavior and processing map of hot isostatically pressed Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B alloy using gas atomization powders

The hot compressive deformation behavior of hot isostatically pressed Ti-47.5Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.2B al-loy using gas atomization powders was systematically investigated and the processing map was obtained in the temperature range of 1323-1473 K and strain rate range of 0.001-0.5 s-1 .The calculated activa-tion energy in the above variational ranges of temperature and strain rate possesses a low activation energy value of approximately 365.6 kJ/mol based on the constitutive relationship models developed with the Ar-rhenius-type constitutive model respectively considering the strain rate and deformation temperature.The hot working flow behavior during the deformation process was analyzed combined with the microstructural evolution.Meanwhile, the processing maps during the deformation process were established based on the dynamic material model and Prasad instability criterion under different deformation conditions.Finally, the optimal hot processing window of this alloy corresponding to the wide temperature range of 1353-1453 K and the low strain rate of 0.001-0.1 s-1 was obtained.     

一种新型Al-Cu-Li系合金的热压缩流变应力

采用Gleeble-1500热模拟机高温等温压缩试验,研究了一种新型Al-Cu-Li系合金在应变速率为0.01～10s^-1、变形温度为3130～500℃条件下的流变应力特征,结果表明：流变应力随变形温度的升高而降低,随变形速率的提高而增大;采用Z参数的双曲正弦函数描述该合金高温变形的峰值流变应力,获得了峰值流变应力解析式,其热变形激活能为239.02kJ·mol^-1.     

初始状态对65盘条钢热变形行为的影响北大核心CSCD

采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为850~1 050℃,应变速率为0.01~50s-1范围内,对65盘条钢铸态和轧态进行热压缩试验,研究了2种初始状态对65盘条钢热变形行为的影响。分析了不同变形条件下65盘条钢的流变曲线、金相组织,计算了铸态与轧态的激活能,建立了不同初始状态下的变形抗力模型。结果表明:不同初始状态对65盘条钢的热变形行为影响较大。2种状态下的真应力-应变曲线均表现出对温度和应变速率的敏感性,轧态流变应力在应变约为0.6之前大于铸态,之后趋于一致,在相同的变形条件下轧态的峰值应力均高于铸态。2种状态下建立的周纪华-管克智本构方程表明轧态基准变形抗力值大于铸态,分别为165.07和147.05MPa。