Al-Cu-Li合金热变形特性与位错密度模型构建

通过等温压缩试验,研究热轧态Al-Cu-Li合金在温度为390～480℃、应变速率为0.01～1 s^-1下的流变行为。基于热压缩流动应力数据构建了峰值应力Arrhenius本构模型,其平均相对误差绝对值（AARE）为4.612%。基于该模型数据,采用K-M模型以及Taylor关系式建立了耦合温度、应变速率、峰值应力、峰值应变的位错密度模型。该模型AARE值为5.926%,具有较高精度,为准确描述Al-Cu-Li合金在热变形过程中的位错密度演变提供参考。     

变形态2219铝合金高温塑性变形的本构模型

采用Gleeble-3500型热压缩试验机研究了变形态2219铝合金在应变速率为0.25～0.8 s-1、变形温度为420～500℃时的流变应力行为,建立了变形态2219铝合金高温塑性变形时的基于应变补偿的双曲正弦本构方程.结果表明:变形态2219铝合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大.基于应变...     

GH3230高温合金热变形行为及本构模型研究

采用高温拉伸试验研究了GH3230合金在温度1144~1273 K、应变速率1×10-3~1×10-1s-1条件下的热变形行为。计算了变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系。结果表明:温度和应变速率对GH3230合金的高温力学性能有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。GH3230合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,热变形材料常数为:A=5.179×1016s-1,a=0.0088,n=3.9893,并计算出合金的平均变形激活能Q=455.203 k J·mol-1,且变形激活能更容易受到应变速率的影响。扫描电镜(SEM)断口分析表明GH3230合金在高温下(1144~1273 K)应变率范围为1×10-3~1×10-1s-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。     

耦合损伤的22MnB5热变形本构模型

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对22MnB5板材进行高温拉伸试验,研究了该材料在变形温度为700、800和900℃以及应变速率为0.01、0.1、1和10 s^-1下的高温变形行为.在同一温度下,22MnB5的断裂应变随应变速率增加而呈现增加趋势,温度升高加剧这种趋势.建立了耦合损伤基于位错密度的统一黏塑性本构模型,该模型考虑了高温变形中损伤的演化规律,能够描述了应力-应变曲线后期的陡降段.利用遗传算法确定并优化该本构模型中的材料常数,所得材料常数确定的本构模型能够较好地预测22MnB5高温拉伸变形下的流变应力,并能较好地描述材料损伤演化规律.     

800MPa级冷轧双相钢的动态变形行为及本构模型

采用Hopkinson拉杆试验系统对800 MPa级冷轧双相钢（DP800）进行动态拉伸试验,动态拉伸选择应变速率为500、1000和2250 s^-1.通过比较试验结果得出：双相钢的塑性延伸强度R_p0.2和抗拉强度R_m与应变速率的关系呈指数形式增加;DP800在高应变速率塑性变形会产生绝热温升效应,计算可得DP800在应变速率为2250 s^-1时拉伸变形产生的绝热温升为89℃.基于J-C（Johnson-Cook）模型和Z-A（Zerilli-Armstrong）模型,对DP800的本构模型进行了研究,并对J-C模型应变速率效应多项式进行二次化修正,修正后的J-C模型相较于J-C模型对DP800在不同应变速率下的平均可决系数从0.9228提高到0.9886.     

5A30铝合金板高温拉伸本构关系研究

采用拉伸试样在Gleeble-1500材料热模拟试验机上对5A30铝合金进行高温拉伸实验,研究了该合金在变形温度为300～500℃,应变速率在0.01～10 s-1的高温流变变形行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金流变应力的大小有显著影响。流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。5A30铝合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述,从流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得出了该铝合金板材高温变形的材料常数和本构方程。计算出5A30铝合金板的变形激活能为Q=201.1 kJ.mol-1,材料常数为A=7.44×1013 s-1,n=4.3135,α=0.02 mm2.N-1;计算得到了5A30铝合金Arrhenius方程;利用双曲正弦模型,得到高温拉伸峰值应力和Z参数的解析式。     

常见的钛合金热变形本构模型分析及未来发展

概括总结了钛合金热变形本构模型的三种建立途径,分别介绍了并联概率模型、多项式模型、Arrhenius方程、动态回复与动态再结晶本构模型、Johnson-Cook模型、Zerrilli-Armstrong模型、人工神经网络模型等钛合金本构模型的建立方法、优缺点以及应用现状。结合材料的微观组织结构与宏观变形行为建立本构模型,统一本构模型建立方法及模型形式,依据具体实验条件修正本构模型,建立精确高效的计算系统将成为钛合金本构模型发展的主要方向。     

基于球化机理的TA15钛合金热变形统一本构模型

应用晶界分离模型解释了片层α相的球化现象,阐述了TA15钛合金转变组织中次生片层α相的球化是其主要的流动软化机制.基于钛合金球化软化机理,建立了TA15钛合金的统一黏塑性本构模型.本构模型综合考虑了次生α相的球化、正则位错密度、等向硬化、塑性成形产生的温升、成形过程中的相变等物理变量.利用遗传算法确定了本构模型中的材料常数.本构模型能够较好地描述TA15钛合金热变形下的流动应力变化.     

6111铝合金热变形流变行为及本构模型

试验材料为厚2mm的6111铝合金,利用ZWIKE100KN高温材料试验机对该材料在350~550℃,0.1~10s-1应变速率下进行热拉伸试验.结果表明:受位错密度的影响,6111铝合金的流变应力随温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;可以分为应变硬化和饱和稳态流变两个阶段.基于Voce饱和外推模型(H-S模型)构建以温度、应变、应变速率为变量因素的6111铝合金流变应力本构模型,通过回归拟合试验数据求解模型中的参数.试验数据与计算该模型得到的预测曲线吻合较好,验证了该模型的可行性.     

粉体成型Zr-2合金热变形行为及本构模型研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对粉体成型Zr-2合金进行等温恒应变速率热压缩实验,研究其在热变形温度650～850℃,应变速率0.001～5 s-1条件下的热变形行为。基于热压缩实验数据,采用基于应变修正的Arrhenius方程构建了粉体成型Zr-2合金的变形本构模型。研究结果表明：变形温度对粉体成型Zr-2合金的流变应力影响明显,随着变形温度的增加,材料的流变应力大幅度降低。同时,粉体成型Zr-2合金的热变形流变应力表现出对应变速率敏感的特征,即变形抗力随着应变速率的上升而增加,但在低温（650、700℃）、高应变速率5 s-1条件下变形抗力增加并不明显。基于应变修正的Arrhenius方程构建的粉体成型Zr-2合金的本构方程,其相关系数为0.9827,可以较为准确地预测该材料的流变应力。     

高Nb-TiAl合金的高温循环变形机制

在750℃下对近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金进行了静拉伸和循环变形,观察和分析变形后试样的微观组织.合金在750℃时的循环应力-应变曲线位于静拉伸应力-应变曲线之上,显示出明显的循环硬化特征;在循环变形过程中呈现先硬化后稳定.透射电镜观察显示,在750℃下循环变形和拉伸的合金试样中均发现有大量的位错钉扎、塞积及缠结存在,而形变孪晶仅在循环变形后的合金试样中存在.合金在750℃下的循环变形中孪生起重要作用.     

9Cr低活化马氏体钢高温变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了9Cr低活化马氏体钢在950~1200℃、应变速率为10^-2~10s^-1变形条件下的热压缩变形行为,并用金相显微镜观察了相应显微组织的变化.回归分析得出在0.15~0.8真应变量范围内变形激活能和材料常数随真应变量变化的关系式,并得出双曲正弦本构方程;利用数学方法直接从真应力-真应变曲线获得动态再结晶的峰值应力、临界应力、峰值应变和临界应变;回归得出了峰值应力、临界应力、峰值应变、临界应变和动态再结晶晶粒大小与Zener-Hollomon参数的关系式.     

6005A与6082铝合金热变形流变行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对6005A和6082铝合金进行高温等温压缩试验,研究了在变形温度为450~550℃和应变速率为0.005~10 s^-1条件下两种铝合金的热变形流变行为.6005A铝合金在低应变速率条件下,不同变形温度时的流变曲线均呈现波浪形特征,随着应变速率的增加,硬化和软化接近平衡,表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下,硬化过程占据主导地位,回复和硬化过程的竞争使流变曲线呈现波浪形上升的趋势.6082铝合金在低应变速率情况下,不同变形温度时的流变曲线未出现周期性波动;在中等应变速率条件下也表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下出现波浪形特征.两种铝合金均为正应变速率敏感材料,其热变形是受热激活控制.最后给出了铝合金热变形条件下流变应力、应变速率和变形温度三者之间的关系式.     

690合金高温连续变形动态再结晶行为

应用液压机对690合金圆锥试样在3种不同温度下(1100、1140和1180℃)进行连续压缩变形实验,利用光学显微镜和背散射衍射技术研究690合金在热加工过程的动态再结晶行为.研究发现:在连续热压缩变形过程中动态再结晶以三叉晶界形核-原始晶界形核-孪晶形核(孪晶界和孪晶碎化)-晶内形核的顺序发展,而孪晶促进了690合金的再结晶过程.     

Effects of ultrasonic vibration on plastic deformation of AZ31 during the tensile process

An investigation on the plastic behavior of AZ31 magnesium alloy under ultrasonic vibration(with a frequency of 15 kHz and a maximum output of 2 kW)during the process of tension at room temperature was conducted to reveal the volume effect of the vibrated plastic deformation of AZ31.The characteristics of mechanical properties and microstructures of AZ31 under routine and vibrated tensile processes with different amplitudes were compared.It is found that ultrasonic vibration has a remarkable influence on the plastic behavior of AZ31 which can be summarized into two opposite aspects: the softening effect which reduces the flow resistance and improves the plasticity,and the hardening effect which decreases the formability.When a lower amplitude or vibration energy is applied to the tensile sample,the softening effect dominates,leading to a decrease of AZ31 deformation resistance with an increase of formability.Under the application of a high-vibrating amplitude,the hardening effect dominates,resulting in the decline of plasticity and brittle fracture of the samples.     

快速凝固耐热铝合金的发展及展望

对耐热铝合金的发展进行了回顾,综述了耐热铝合金的性能及其影响因素,分析了目前发展中存在的问题,并对其今后的发展动向提出了看法。     

550℃用高温钛合金的研发

应高推比航空发动机的需求,英国、美国、俄罗斯、中国等对高温钛合金进行了大量的研究工作。世界各国研发的550℃用高温钛合金主要有IMI829、Ti-6242S、BT25、BT25Y、Ti-55、Ti-53311S和Ti-633G合金等。简述了这几种合金的合金化特点,介绍了合金化的各种元素在合金中所起的作用,重点阐述了Si元素对合金蠕变性能的影响;同时回顾了这几种钛合金的研发状况、室高温拉伸性能、应用状况,以及稀土元素对部分高温钛合金组织性能的影响等,并展望了其未来的发展趋势与重点研究方向。