Zn-10Al-2Cu合金高温热压缩流变行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对Zn-10Al-2Cu合金在变形温度为150~330℃、变形速率为0.01~10s-1条件下的流变行为进行研究。结果表明:Zn-10Al-2Cu合金在热压缩变形中,当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而减小;而当变形温度一定时,流变应力随着变形速率的增大而增大,达到峰值后下降趋势平缓。Zn-10Al-2Cu合金的热压缩流变行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述。在本实验条件下,该锌铝铜合金热变形应力指数n为5.4、热变形激活能Q为137kJ/mol,高温流变应力用含Zener-Hollomon参数的Arrhenius方程描述为:σ=123ln{(Z/(1.22×1013))1/5.4+[(Z/(1.22×1013))2/5.4+1]1/2}。     

微合金中碳钢的热压缩变形流变行为研究

为了对冷镦钢的生产过程进行数值模拟分析,优化其生产工艺,在MMT-200热模拟机上进行热压缩变形实验,研究了微合金中碳钢热变形流变应力行为,试验温度为800～950℃,应变速率为0.01～20 s-1.结果表明:真应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大,表现出正的应变速率敏感性;材料热变形过程中伴随着铁素体...     

铁基低镍电热合金的热变形行为

利用热模拟技术对铁基低镍电热合金的热变形行为进行了试验研究。绘制出了该合金的高温变形真应力－真应变曲线，并结合热变形后的显微组织分析了影响合金热变形行为的因素，给出了该合金热变形的回复激活能。     

Ti-10V-2Fe-3Al合金热变形的研究

利用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金两种状态在不同变形温度及不同变形速率条件下的热变形行为进行了研究。结果表明，不同初始状态对合金的应力应变行为影响较大，经过固溶处理后在低于相变点变形时合金的流变应力比较高，但在高于相变点变形时流变应力没有明显差异；合金的应力指数与合金的状态和应变速率有关，大概以0．1s^-1为界分为低应变速率和高应变速率两部分；合金的表观激活能与材料的状态、变形温度及变形速率有关。当两种状态下的合金在温度为650～800℃、应变速率为0．001～0．1s^-1范围内变形时，β相内只发生动态回复，而α相除了发生动态回复外还可能发生动态再结晶；合金在相变点以上变形时只存在着单一的动态回复机制。     

6013铝合金热变形行为研究

以6013铝合金为试验材料,采用热压缩镦粗法,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行等温热压缩试验.结果表明:随变形速率增加和变形温度降低,合金的流变应力增加.随变形程度增加,流变应力先迅速增加到一峰值,然后缓慢下降到渐趋平稳,呈现明显动态再结晶特征.该合金的流变应力行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能Q为145.75kJ/mol.     

新型高强Al-Zn-Mg-Cu合金的热变形行为和热加工图

采用热力模拟实验方法进行热压缩变形实验,研究了一种新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金铸态组织在变形温度为300～450℃,应变速率为10-3～10s-1,压缩变形量为50%条件下的热变形行为,建立了该合金的热加工图。变形温度和应变速率对该合金流变应力的影响显著;实验参数条件下,该合金流变应力曲线呈现稳态动态回复型曲线特征。热加工图和组织分析表明:当应变较小时(ε=0.1),合金具备铸态组织特征,合适的热加工参数:350～450℃,应变速率10-3～10-2s-1;当应变较大时(ε=0.5),合金具备锻态组织特征,较佳的热加工参数:300～450℃,应变速率10-3～10-1s-1。     

TC21钛合金高温热变形行为研究

研究了不同热变形条件下TC21钛合金的流变应力行为和微观组织演变规律,分析了高温热变形行为模型及动态再结晶现象.结果表明,随变形温度的升高和热变形速率的降低,TC21钛合金在热变形过程中相变和变形同时发生,导致了热变形过程中的动态回复和再结晶现象.     

挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金热变形行为研究

目的研究挤压态Mg-8.90Gd-5.11Y-3.10Zn-0.47Zr高强镁合金在变形温度300~500℃、应变速率为0.001~1 s-1之间的热变形行为。方法采用Gleeble试验机进行高温单轴压缩试验。结果流变曲线具有典型的动态再结晶特征,应力随应变速率的升高或变形温度的降低而增加。分别采用指数关系、幂指数关系与双曲正弦函数关系对热变形行为进行表征,拟合度最好的是双曲正弦函数关系,平均线性回归系数达到0.974 484。合金的变形激活能随着变形温度的升高呈现下降的趋势。结论热压缩行为可以采用双曲正弦函数关系进行表达,应力指数和平均热激活能分别为:n=3.860 86,Q=234.0476 kJ/mol。     

Cu-Ni-Si-Ag合金高温变形行为研究

通过高温等温压缩试验,对Cu-Ni-Si-Ag合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究。结果表明,在应变温度为750、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程。并综合考虑应变速率与温度的影响,采用动态材料模型建立了该合金的热加工图,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化。     

曲轴用34CrNiMo6高强结构钢的热变形行为研究

采用Gleeble-2000热模拟试验机,在950～1150℃的压缩温度、0.001～1s-1的应变速率条件下,对一种曲轴用34CrNiMo6高强结构钢进行高温压缩变形试验,获得了该材料的流变应力曲线。通过分析研究数据,获得了该材料的热变形方程、热变形激活能、Z参数等相关数学模型;材料的流变应力曲线分析表明,34CrNiMo6钢的高温流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而逐渐增加;在变形过程中,变形温度和应变速率均对34CrNiMo6钢的动态再结晶和动态回复产生重要影响,升高变形温度或降低应变速率,均有利于变形过程中动态再结晶的发生,有助于变形材料的晶粒细化。     

曲轴用34CrNiM06高强结构钢的热变形行为研究

采用Gleeble-2000热模拟试验机,在950～1150℃的压缩温度、0.001～1s-1的应变速率条件下,对一种曲轴用34CrNiMo6高强结构钢进行高温压缩变形试验,获得了该材料的流变应力曲线.通过分析研究数据,获得了该材料的热变形方程、热变形激活能、Z参数等相关数学模型;材料的流变应力曲线分析表明,34CrNiMo6钢的高温流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而逐渐增加;在变形过程中,变形温度和应变速率均对34CrNiMo6钢的动态再结晶和动态回复产生重要影响,升高变形温度或降低应变速率,均有利于变形过程中动态再结晶的发生,有助于变形材料的晶粒细化.     

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的变形激活能Q。     

Cu-3.0Ni-0.64Si合金的热变形行为

对Cu-3.0Ni-0.64Si合金进行了变形温度为750~900℃、变形速率为0.001~1s~(-1)条件下的等温压缩实验。结果表明,随着变形温度升高或变形速率降低,峰值应力明显降低,合金容易发生动态再结晶。通过线性回归分析,求得Cu-3.0Ni-0.64Si合金的变形激活能为410.4kJ/mol,建立了Cu-3.0Ni-0.64Si合金的高温热变形流变应力本构方程6)ε=e~(40.56)[sinh(0.017σ)]~(5.21)exp[-410.4×10~3/(RT)]。分别讨论了变形温度和变形速率对Cu-3.0Ni-0.64Si合金在等温压缩变形中显微组织的影响。最后基于动态材料模型理论,用Prasad失稳判据,得到不同真应变量下的热加工图。优化后的工艺参数为变形温度860~900℃和变形速率0.002~0.01s~(-1)。     

ZK60镁合金的热压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在温度250～400℃、应变速率0.001～1s-1、最大变形程度105%的条件下对ZK60镁合金进行了高温压缩模拟实验研究。分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,计算了变形激活能和应力指数,并观察了热压缩变形过程中组织的变化。结果表明,合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而减小;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为63～130kJ/mol,应力指数为2.78～3.79;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒的平均尺寸减小。     

基于人工神经网络的Mg-Zn-Zr-Ce合金热压缩变形研究

为研究含稀土元素铈的镁合金中高温流变行为,利用热模拟试验机对Mg-6Zn-0.5Zr-1.5Ce合金在变形温度523～673 K、应变速率0.001～1 s-1范围内进行热压缩实验.基于真应力真应变实验数据构建了单隐层前馈误差反向传播人工神经网络模型,利用该模型对ZK60-1.5Ce合金的流变应力行为进行预测,并分析了变形温度、应变速率与真应变对流变应力的影响.研究表明:Ce添加可显著细化晶粒;该镁合金的流变应力随变形温度降低和应变速率升高而增加;其流变应力行为可用双曲正弦函数进行描述,依据峰值应力拟合求得该合金的表观激活能为161.13 kJ/mol;变形温度和应变速率对流变应力的影响高于真应变.所建立的人工神经网络模型可以很好地描述该镁合金的流变应力,其预测值与实验数值吻合良好.     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形组织演化

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机研究新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金在变形温度为300~450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)条件下的热变形组织演化。利用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)观察合金不同热变形条件下的组织形貌特征。结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的减小,位错密度减小,亚晶粒尺寸增大;合金热压缩变形过程中主要的软化机制为动态回复和动态再结晶。变形温度为300~400℃时,主要发生动态回复;变形温度为450℃,应变速率为0.001~10s~(-1)时,软化机制以动态再结晶为主,存在晶界弓出、亚晶长大、亚晶合并3种再结晶形核机制。     

铸态Inconel 625合金热加工图的建立及热变形机制分析

使用Gleeble 3800试验机对铸态Inconel 625合金进行了一系列条件的热压缩实验,根据动态材料模型建立了热加工图,并结合真应力-真应变曲线及微观组织,分析了合金在不同条件下的变形机制。结果表明:对铸态625合金,1273~1363K,0.1~5.05s-1为动态回复区;1363~1453K,0.1~5.05s-1为不充分动态再结晶区;1400~1453K,5.05~10s-1为完全动态再结晶区。该合金在0.1~10s-1变形时,发生动态再结晶的临界温度在1373~1423K之间,临界应变在0.4~0.6之间。Inconel 625合金不发生失稳流变的条件范围为1400~1453K,5.05~10s-1。     

Al-35Si高硅铝合金热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟机对电子封装用Al-35Si高硅铝合金进行了恒温和恒应变速率下的热压缩变形实验,温度范围为370～550℃,应变速率为0.05～0.45s-1,得到了其真应力-真应变曲线.结果表明:在实验范围内,此合金的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,在不同变形条件下真应力软化机制分别受动态回复和动态再结晶控制,并且应变速率敏感性指数m随温度的升高呈上升趋势.     

2195铝锂合金热变形流变行为与热加工图研究

目的 研究2195铝锂合金在实验温度360~510 ℃、应变速率0.01~10 s⁻¹条件下的热压缩变形行为,建立其本构模型及热加工图,获取该合金的安全加工工艺参数。方法 采用Gleeble−3500热模拟试验机进行热变形实验,分析合金的流变行为及热加工图,结合微观组织阐述其热变形机理,并对所得最优参数进行热挤压实验验证。结果 2195铝锂合金的流变应力随变形温度增加而减小,随应变速率增加而增加;其热激活能Q为203.643 9 kJ/mol、结构因子A为1.943 9×10¹⁴、应力因子α为0.013、应变硬化指数n为5.883 9。确定合金的主要失稳区工艺参数区间为379~420 ℃、0.75~10 s^–1和480~510 ℃、1～10 s⁻¹,安全加工区间为440~510 ℃、0.01~0.25 s⁻¹。铸态2195铝锂合金的屈服和抗拉强度分别仅为(179±6)MPa和(239±11)MPa,经热挤压实验后分别达到(605±6)、(633±3)MPa,分别提高了3.5和2.6倍;铸态合金的显微硬度仅为(115±1)HV,热加工后型材达到(178±4)HV,相较于铸态合金增加了54%。结论 2195铝锂合金的流变行为符合正应变速率敏感特征,其安全加工区域集中在高温低应变速率区,主要发生了动态再结晶,实验型材在此区域表现出卓越的力学性能。