Al-Er-Zr合金的热变形行为及动态析出

通过对Al-0.04Er-0.08Zr合金进行200°C 到450°C 范围内的热压缩测试对该合金的热变形行为进行了研究,在这个过程中利用Arrhenius-type方程进行线性拟合从而分析应力-应变曲线,之后通过透射电镜来观察研究变形组织。结果表明对于固溶态以及时效态合金来讲,在热压缩过程中动态回复是使合金软化的一个主要机制。高温以及低应变速率的热变形会诱导固溶态合金快速析出。动态析出会明显增加固溶态合金在热压缩过程中其表面的流变应力,但是却不能有效提高变形合金的硬度。动态析出还会导致应力-应变曲线拟合出现Arrhenius型偏差。     

Al-Er-Zr合金的时效析出过程

利用显微硬度、TEM、HREM等测试方法对Al-Er-Zr合金的时效析出过程及析出相Al3(Er1-xZrx)的粗化行为进行研究。结果表明:二元合金Al-0.04Er在375℃时效5 min后出现硬度峰(约为40.3HV),随后迅速下降出现过时效;添加Zr能够显著提高其热稳定性,三元Al-Er-Zr合金中过时效现象显著滞后于Al-Er二元合金。在三元合金Al-Er-Zr中,随着Zr含量的增加,合金在长时间时效后,由于Er、Zr的协同析出而出现第二个更高的时效峰值,约为53.5HV,明显高于Al-Er二元合金的硬度。Al3(Er1-xZrx)粒子在高温粗化过程中逐渐长大,其平均直径d与退火时间t的关系符合LSW理论中的关系式。     

7085铝合金的热变形动态再结晶行为（英文）

通过电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)和透射电子显微镜(TEM)研究7085铝合金在温度573~723 K、变形速率0.01~10 s~(-1)条件热压缩时的动态再结晶行为。结果表明,在高Zener-Hollomon(Z)值时,动态回复是主要的软化机制;随着Z参数值降低,出现动态再结晶。在ln Z=24.01(723 K,0.01 s-1)热压缩时,动态再结晶分数最高,为10.2%。EBSD结果表明,再结晶晶粒出现在初始晶界附近,其取向与变形晶粒接近。应变诱发晶界迁移是最可能的动态再结晶机制。晶界附近的低密度Al_3Zr弥散粒子有利于应变诱发晶界迁移的发生。     

Al-Er-Zr/Hf合金析出相高温粗化行为

将峰时效态Al-Er-Zr/Hf合金依次在450℃、500℃高温退火,探讨Al-Er-Zr/Hf合金析出相的高温粗化行为。结果表明:经450℃退火处理时,Al-Er-Zr/Hf合金硬度明显下降,电导率先下降后上升,且经450℃×100 h退火后的电导率高于峰时效态;再经500℃退火处理时,Al-Er-Zr/Hf合金的硬度及电导率变化均与450℃退火类似,但500℃×100 h退火后的Al-Er-Zr/Hf合金电导率值要低于500℃×100 h退火前;Al-Er-Zr/Hf合金中析出相的粗化过程符合LSW理论,其粗化过程主要受Zr、Hf原子扩散控制;Hf元素的添加能降低析出相的高温粗化速率,而且含量越多,效果越明显。     

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热压缩变形的动态再结晶机制（英文）

在变形温度为450°C和应变速率为2 s-1的条件下对均匀化退火后的Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金进行热压缩试验。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)综合分析合金变形过程中的动态再结晶机制。采用电子背散射衍射(EBSD)获得晶体微取向信息。结果表明:随应变逐渐增加到-1.88,合金流变应力先快速升高到某个峰值,随后下降到最低值,最后又开始逐渐上升。在低应变下,大量{1 012}拉伸孪晶诱发形核形成动态再结晶晶粒,导致晶粒明显细化。动态再结晶晶粒首先在孪晶边界进行形核,且与孪晶母体存在30°0001的取向差。在大应变下,合金组织中在原始大晶粒附近形成细小动态再结晶晶粒,且从原始大晶粒内部到其晶界处的累积微取向连续增加,从而确定合金发生了连续动态再结晶。合金中也发现了粒子激发形核的动态再结晶机制。     

AlLi相对Mg-Li合金热压缩变形行为和动态再结晶的影响（英文）

采用等温热压缩实验研究含有AlLi相的Mg-5Li-3Al-2Zn(LAZ532)合金的热变形行为;变形温度和应变速率范围分别为473～623 K和0.001～1 s^-1。LAZ532合金热变形过程中AlLi相能够阻碍位错运动,从而显著提高合金的峰值应力值。为精确预测LAZ532合金的热变形行为,构建相应的应变补偿Arrhenius本构模型,预测结果与实验结果吻合良好。基于Murty准则,建立相应的热加工图,合理的加工区域在538～623 K和0.001～0.01 s^-1范围内。在高应变速率变形条件下,AlLi相不利于LAZ532合金在热压缩过程中的流动稳定性和动态再结晶。此外,变形温度会改变LAZ532合金的动态再结晶形核机制。     

Ni60Ti40合金热压缩变形行为及机理（英文）

对Ni60Ti40合金高温变形行为及变形机理进行了研究。通过计算获得了该合金在不同变形工艺下的应变速率敏感性指数m和变形激活能Q的变化规律,分别构建了Prasad、Gegel、Malas、Murty和Semiatin等不同失稳判据下的动态材料模型热加工图及包含位错数量的变形机理图。应用热加工图理论分析了该合金的适合成形加工区和流变失稳区,运用变形机理图预测了该合金高温变形过程中基于柏氏矢量补偿的晶粒尺寸和基于模量补偿的流变应力下的位错演变规律及高温变形机理。     

均匀化态Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金热变形行为及加工图（英文）

通过温度在350~500℃,应变速率在0.001~1 s~(-1)的热压缩试验,研究了均匀化态Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金热变形行为和加工图。采用双曲线模型,建立了本构方程,计算的激活能为260.94 kJ/mol。基于动态材料模型,绘制了应变量为0.6,1.2的均匀化态Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金的加工图,用于研究材料的热成型性能。应变量为1.2的加工图显示适合合金加工的两个安全区域:一个是变形温度460~500℃,应变速率0.001~1 s~(-1);另一个是变形温度350~500℃,应变速率0.001~0.005 s~(-1)。同时,讨论了相应的微观组织演变,重点关注了该合金中长程堆垛有序相(LPSO)的变形机制。     

Cu-Cr-Zr合金热变形行为及动态再结晶

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850℃的高温变形过程中的流变应力行为进行了研究。利用光学显微镜分析了合金在热变形过程中的组织演变及动态再结晶机制。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。升高变形温度以及降低应变速率,均有利于Cu-Cr-Zr合金的动态再结晶发生。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为392.5 kJ/mol,同时利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程。     

双相Mg-Li合金的热变形行为和本构模型（英文）

在温度423~573 K和应变速率为0.001~1 s-1下,通过Gleeble-3500热机械试验机对双相Mg-9Li-3Al-2Sr合金进行等温热压缩实验,研究其热变形行为并评估其可加工性能。塑性失稳以锯齿形流变的形式存在,锯齿屈服效应归因于Mg和Li原子对移动位错的锁定作用。分析流变应力、应变速率和变形温度的关系,并通过Arrhenius公式计算得到不同应变条件下变形激活能和基本的材料参数。温度和变形速率对合金变形行为的影响可以用Zener–Hollomon指数函数来表示。通过比较不同变形条件下的预测值与实验流变曲线,来验证本构方程的合理性。经计算,得到其相关系数为0.9970,平均相对误差为4.41%。结果表明,该本构模型可以准确地预测双相Mg-9Li-3Al-2Sr合金的高温变形流动行为。     

Cu-Be-Co-Zr合金时效析出动力学（英文）

研究了Cu-Be-Co-Zr合金480℃恒温时效条件下的时效析出动力学。根据导电率与析出相体积分数的关系,计算了Cu-Be-Co-Z合金不同时效时间(0,30,60,120,180,240,360,480,600 min)对应的析出相转变比率,建立了Cu-Be-Co-Zr合金480℃时效条件下的析出相变动力学方程和导电率方程,并在此基础上绘制了等温转变动力学S曲线;采用固态热分解反应机理的积分方程,揭示了Cu-Be-Co-Zr合金时效析出转变机制为受扩散控制的反应机理。     

热压缩变形对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金碳化物析出行为的影响（英文）

采用热模拟试验机、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,研究热压缩变形对Ni-20Cr-18W-1Mo高温合金的元素晶界偏聚和M_6C碳化物析出的影响。结果表明,热压缩变形后M_6C碳化物含量明显增加;成分分析显示晶界中的M_6C碳化物含有高含量的钨元素。同时,经过10%变形后晶界中的二次碳化物尺寸为3~5μm,而经过900和1000°C时效未变形的合金中晶界二次碳化物尺寸小于1μm。根据热力学计算结果,γ基体相和碳化物的吉布斯自由能随变形温度升高而降低,富钨的M_6C比富铬的M_(23)C_6稳定。与实验结果比较发现,压应力加速了钨元素在晶界区域的偏聚速率,进一步增加了富钨的M_6C在晶界中的析出速率。     

高耐蚀仿金黄铜合金的热变形行为及显微组织演变（英文）

通过热压缩实验研究Cu-13Zn-1Ni-1Sn-1.5Al仿金黄铜在温度为953～1123 K和应变速率为0.001～1 s^-1条件下的热变形特征。应力-应变曲线表明,流动应力随着温度的升高和应变速率的降低而降低。在0.01 s^-1的恒定应变速率下,当温度达到1073 K时,合金的显微组织中出现动态再结晶晶粒。建立合金在不同应变(ε=0.1, 0.2,0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8)条件下的本构方程并计算其变形激活能。当应变为0.8时,合金的本构方程为=7.22×10⁹[sinh(0.0187σ)]^3.67exp[-227.17/(RT)],变形激活能为227.17 k J/mol。绘制仿金合金在不同应变条件下的功率耗散图和失稳图,得到合金在热压缩工艺中的最佳热变形温度范围为1010～1040 K,应变速率为1 s^-1。     

2099 Al-Li合金热变形本构模型（英文）

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

高钛6061铝合金的热变形行为（英文）

利用应力应变曲线、热加工图,结合电子透射电子显微镜和背散射衍射技术研究在变形温度为350~510°C、应变速率为0.001~10 s-1时高钛6061铝合金的热变形行为。结果表明,该合金的热压缩变形流变峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在实验参数范围内平均热变形激活能为185 k J/mol;建立了流变应力模型;该合金热变形时主要的软化机制为动态回复;根据材料动态模型获得了高钛6061铝合金的热加工图,最佳的热加工窗口温度为400~440°C,应变速率为0.001~0.1 s~(-1)。     

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。     

EB炉流程纯钛的热变形和动态再结晶行为（英文）

通过热压缩试验研究了原始晶粒尺寸为厘米级的EB炉流程纯钛在不同变形温度和变形速率下的热变形行为,并基于电子背散射衍射(EBSD)技术对EB炉流程纯钛的再结晶机制进行了探讨。结果表明:厘米级的EB炉流程纯钛在热变形过程中的加工硬化行为具有典型的三阶段特征:第1阶段线性快速下降;第2阶段迅速回升至一个峰值;第3阶段从峰值又开始下降,这与变形过程中的孪生现象有关;EBSD结果表明超粗晶粒纯钛在热变形过程中的再结晶机制主要是非连续动态再结晶。     

Mg-7Zn-xCu-0.6Zr合金的热裂行为及热分析测试（英文）

通过热分析方法研究Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金在凝固过程中的显微组织演变。采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Cu含量(0,1,2和3,质量分数,%)对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金热裂行为的影响。Mg-7Zn-xC u-0.6Zr合金的热分析结果表明,该合金主要由α-Mg和Mg Zn2相组成,而含Cu合金有3个潜热释放峰,分别对应α-Mg、Mg Zn Cu和Mg Zn2相。同时,随着Cu含量的增加,α-Mg相的反应温度降低,Mg Zn2和MgZ n Cu相的反应温度升高。热裂实验结果表明,由于添加Cu能提高合金的共晶温度,而缩小凝固温度区间,因此,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金的热裂敏感性明显降低。     

GH696合金高温变形过程中的塑性变形行为（英文）

为了研究GH696合金的热变形行为,在880~1120℃、0.01~10 s~(-1)条件下对其进行一系列等温压缩试验,所有试样的变形量为50%。计算各变形条件下的应变速率敏感性指数(m)及应变硬化指数(n),并分析加工参数对m和n值的影响。结果表明,流变应力随着应变速率的增大及变形温度的降低而增大。m值随变形温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小,而n值则随着变形温度的升高而减小。此外,建立了GH696合金热变形过程中的流变应力模型,由模型计算得到的流变应力与实验结果吻合较好。     

C276合金的热变形行为(英文)

采用万能材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650～750°C、变形速度0.35～35mm/s条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、变形速率对 C276 合金变形行为的作用及影响规律。结果表明:变形温度和变形速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着变形速率的提高而增大。在温度为700°C、应变速率为0.35mm/s和3.5mm/s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;在温度为 750 °C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。