6061铝合金热变形行为及动态再结晶研究

通过Gleeble-3500热压缩模拟试验机对6061铝合金进行热压缩实验,借助金相显微镜和透射电子显微镜研究合金在变形温度为340℃?490℃,应变速率为0.001s-1?1s-1条件下热变形和动态再结晶行为。结果表明：合金的动态再结晶行为对变形温度和应变速率十分敏感,温度的升高和应变速率的减小都会促进动态再结晶的发生。基于峰值应力建立了合金热变形本构方程,计算得出热变形激活能为235.155kJ·mol-1。采用加工硬化率-流变应力曲线确定了合金热变形过程中的临界应力（应变）和峰值应力（应变）与Z参数的关系模型。随着温度的升高和应变速率的减小,DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)而减小。依据Avrami方程建立了合金动态再结晶体积分数模型,动态再结晶体积分数随应变的增加,呈现先缓慢增加后迅速增加再缓慢增加的特征,所建模型能够较为准确的预测该合金的动态再结晶行为。     

LC4超硬铝合金大变形热扭转时微观组织的演变机制

具有尺寸超过100μm粗大原始组织的LC4超硬铝合金在446℃和0.018rad/s角速度条件下扭转变形，微观组织逐渐细化至约10μm并获得超塑性，微观组织的细化并非通过新晶粒形核和长大的非连续动态再结晶过程，而是通过位错向亚晶界聚集使亚晶界位向差逐渐增大，界面性质逐渐从亚晶界转变为晶界的连续再结晶过程。     

镁合金AZ31D的热变形力学行为与微观组织演化规律的试验研究

对具有粗大柱状晶的镁合金AZ31D材料进行了圆柱体热压缩试验研究.通过试验获得了该种材料在不同温度、不同应变速率条件下的真应力-应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律.应用峰值应力的试验结果计算出了该材料热变形过程的激活能及试验条件下的Z参数,得到了镁合金AZ31D的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式.试验发现,当Z≥(2.61E 6)s-1时,热压缩试验过程中会出现与试样端面成45°角的剪切断裂.     

稀土对6061铝合金组织和挤压性能的影响

向6061铝合金中添加的混合稀土,采用金相显微镜和扫描电镜,在6 MN热挤压机上研究稀土元素对6061铝合金铸态组织和热挤压性能的影响。结果表明,添加稀土后,铝合金的晶粒得到细化,晶界有少量稀土相析出。挤压时挤压力降低,挤压时间缩短。同时合金能够保持很好的力学性能。适量稀土可改善6061铝合金的挤压工艺性能,对制品力学性能影响不大。     

3003铝合金热变形行为

采用不同熔体处理工艺获得3种不同冶金质量的3003铝合金,通过Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为300℃~500℃,应变速率为0.01s-1~10s-1高温等温压缩实验。结果表明,3003铝合金具有正的应变速率敏感性,热变形激活能Q与含杂量H呈线性关系,经高效综合处理的3003铝合金热变形激活能最低为174.62kJ.mol-1,有利于材料热塑性变形。采用加工硬化率计算不同熔体处理的3003铝合金的临界应变值,获得了经不同熔体处理的3003铝合金发生动态再结晶的临界条件。     

热变形过程中6061铝合金高温流变应力的数学模型推导

考虑应变速率和温度对变形的影响,根据等温压缩试验得到的应力-应变关系,建立了热变形过程中6061铝合金的高温流变应力模型,并分别采用回归统计法和反求参数法对模型参数求解,对铝合金的变形行为进行了预测。结果表明,根据不同的问题,应选择合理的模型求解方法,以提高计算精度和求解效率。     

5A05铝合金热塑性变形的高温金相观察

为了考察６Ａ０５铝合金高温拉伸时的再结晶过程,用高温金相显微镜,对其在高温热变形时的变化进行观察。发现５Ａ０５铝合金在高温热变在发生了动态再结晶,并且产生了空洞,发生了晶粒滑移和晶体转动,为开展超塑性机理的研究提供了试验设备。     

半固态7050铝合金热压缩变形行为

在Gleeble-3500热模拟机上对半固态7050铝合金进行了高温热压缩试验,研究了该合金在变形温度为420～465℃、应变速率为0.001～0.100s-1条件下的流变应力行为以及变形过程中的显微组织。结果表明,流变应力在变形初期随着应变的增大迅速增大,出现峰值应力后逐渐平稳,流变应力随着应变速率的增大而增大,随着变形温度的升高而下降;流变应力可以用双曲线正弦形式的关系来描述,通过线性拟合计算出该材料的形变激活能等参数,获得流变应力的本构方程。随着变形温度升高和应变速率降低,合金中拉长的晶粒变大,合金热压缩变形的主要软化机制为动态再结晶。     

超声振动对6061铝合金焊接热裂纹影响

为解决硬铝合金焊接接头软化严重的问题,选用7075铝合金作为填充材料对6061铝合金进行高组配焊接.焊接接头硬度确有提升,但在焊接过程中产生了热裂纹.文中设计了一个超声辅助平台将超声振动引入到传统的钨极氩弧焊中,在确保焊接接头硬度的条件下解决焊接热裂纹的问题.结果表明,超声功率较低时热裂纹消失,但超声功率达到480 W时,热裂纹再次产生.随着超声功率的增加,焊接接头的晶粒尺寸和形状发生了变化,熔合区的柱状晶被打碎,转变为较为细小的等轴晶,焊缝中心的等轴晶也发生了细化,在功率640 W时焊缝中心的平均晶粒尺寸最小.焊接接头中的析出相数量也随着超声功率的增大逐渐增多,分布逐渐均匀,对焊接热裂纹造成影响,因此存在一个超声功率的范围,能够同时解决焊接接头软化和焊接热裂纹的问题.     

晶粒尺寸对新型高强铝合金热变形行为的影响

利用Gleeble-3500试验机,在300~450℃和0.1~10 s~(-1)的变形条件下,研究了大规格铸锭晶粒尺寸的不均匀性对新型高强Al-7.68Zn-2.12Mg-1.98Cu-0.12Zr合金热变形行为的影响。SEM观察表明,大铸锭表层的晶粒尺寸比心层细小。热变形过程中,细晶组织(铸锭表层)的流变应力在高温和低应变速率条件下低于粗晶组织(铸锭心层)。计算得到表层和心层组织的热变形激活能分别为140和125.4 kJ/mol。基于位错密度理论,利用一种两阶段型本构方程分别预测了粗晶和细晶组织的流变应力,并建立了不同晶粒度组织的动态再结晶软化方程。电子背散射衍射(EBSD)观察表明,合金在300~400℃条件下发生动态回复,在450℃和低应变速率速(0.1 s~(-1))条件下出现动态再结晶(DRX)现象,动态再结晶晶粒在原始大角度晶界上形核。由于表层(细晶)组织的晶界密度高,因此其动态再结晶程度高于心层(粗晶)组织。     

Microstructure evolution of 7050 aluminum alloy during hot deformation

Hot compression of 7050 aluminum alloy was performed on Gleeble 1500D thermo-mechanical simulator at 350 ℃ and 450 ℃ with a constant strain rate of 0.1 s-1 to different nominal strains of 0.1, 0.3 and 0.7. Microstructures of 7050 alloy under various compression conditions were observed by TEM to investigate the microstructure evolution process of the alloy deformed at various temperatures. The microstructure evolves from dislocation tangles to cell structure and subgrain structure when being deformed at 350 ℃, of which dynamic recovery is the softening mechanism. However, continuous dynamic recrystallization (DRX) occurs during hot deformation at 450 ℃, in which the main nucleation mechanisms of DRX are subgrain growth and subgrain coalescence rather than particle-simulated nucleation (PSN).     

6061铝合金高温变应力方程参数反求

结合Gleeble- 1500热模拟机在变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10 s-1条件下通过等温压缩实验研究6061铝合金的流变应力行为,采用未考虑温升效应的参数反求法及考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数,并与回归统计法得到的结果进行对比分析.结果表明:采用未考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数具有高效、准确等优点,计算峰值应力平均误差为5.17 MPa;与有限元软件结合考虑温升效应的参数反求法能够更好地描述真实的材料变形过程;3种方法得到的流变应力方程参数的偏差小于6.28％,采用多岛遗传算法与模拟退火算法反求得到的流变应力方程参数具有较好的一致性与可靠性,参数反求法可替代传统回归统计法快速获得材料大变形条件下流变应力方程参数.     

7150铝合金高温热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7150铝合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300~450 ℃和应变速率为0.01～10 s~(-1) 条件下的流变应力行为.结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热流变行为,其变形激活能为226.698 8 kJ/mol;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒在晶界交叉处出现并且晶粒数量逐渐增加;合金热压缩变形的主要软化机制由动态回复逐步转变为动态再结晶.     

镍基690合金的动态再结晶行为研究

通过热物理模拟实验研究了690合金在热变形过程中的再结晶行为,使用定量金相的方法建立了690合金的再结晶图。结果表明:热变形过程中690合金发生明显的动态再结晶行为,变形参数对690合金热变形后的显微组织具有重要影响;应变速率为1s-1是非常重要的应变速率临界点,在该临界点进行热变形时动态再结晶程度最小;所建立的再结晶图能够对690合金的热加工成形工艺参数的制定提供重要依据。     

Processing map and hot deformation behavior of squeeze cast 6082 aluminum alloy

The hot deformation behavior and microstructure evolution of 6082 aluminum alloy fabricated through squeeze casting (SC) under different pressures were studied. The alloy was subjected to hot compression tests and 3D hot processing maps were established. The microstructure evolution was studied by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), and electron backscattered diffraction (EBSD). It is found that more dynamic recrystallization (DRX) grains are generated during the deformation of the specimen fabricated under higher SC pressure. At high temperature the effect of SC pressure on microstructure evolution weakens due to the dissolution of second phase particles. In addition, uneven second phase particles in specimens fabricated under higher SC pressure compressed with low temperature and middle strain rate would result in flow localization instability. Finally, the optimum deformation conditions for the 6082 aluminum alloy fabricated by SC were obtained at the temperatures of 430?500 °C and the strain rates of 0.01?1 s^?1.     

Optimization of deformation parameters of dynamic recrystallization for 7055 aluminum alloy by cellular automaton

In order to simulate the microstructure evolution during hot compressive deformation, models of dynamic recrystallization (DRX) by cellular automaton (CA) method for 7055 aluminum alloy were established. The hot compression tests were conducted to obtain material constants, and models of dislocation density, nucleation rate and recrystallized grain growth were fitted by least square method. The effects of strain, strain rate, deformation temperature and initial grain size on microstructure variation were studied. The results show that the DRX plays a vital role in grain refinement in hot deformation. Large strain, high temperature and small strain rate are beneficial to grain refinement. The stable size of recrystallized grain is not concerned with initial grain size, but depends on strain rate and temperature. Kinetic characteristic of DRX process was analyzed. By comparison of simulated and experimental flow stress–strain curves and metallographs, it is found that the established CA models can accurately predict the microstructure evolution of 7055 aluminum alloy during hot compressive deformation.     

热变形温度对7055铝合金热处理组织和力学性能的影响(英文)

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对7055铝合金进行多道次热压缩试验,并对热压缩试样进行T6热处理。采用TEM、OM观察热压缩试样与热处理试样的组织形貌,并对热处理7055-T6试样进行拉伸试验,研究变形温度对7055铝合金多道次热压缩后组织、热处理后的显微组织与力学性能的影响。结果表明:热变形温度不仅影响多道次热压缩后试样的组织,而且显著影响该合金热处理后的组织和力学性能。在本试验条件范围内,随着温度的升高,经多道次热压缩后试样的晶粒长宽比先减小然后增加,位错密度降低,亚晶尺寸增加,热压缩过程中发生再结晶;热处理后合金中再结晶晶粒体积分数先降低后增加。再结晶体积分数越小,合金的强度越高。当温度为400°C时,再结晶体积分数最小,约为45%,并且合金的抗拉强度和伸长率达到最大值。     

2519铝合金热变形组织演化

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究2519铝合金高温变形组织演化行为。利用光学显微镜（OM）及透射电子显微镜（TEM）分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征。结果表明,2519铝合金在变形温度为300-450℃、应变速率为0．01～1s^-1条件下,仅发生动态回复;而在变形温度为350-450℃,变形速率为10s^-1的条件下变形时,发生动态再结晶,动态再结晶机制为连续动态再结晶和几何动态再结晶。     

热挤压工艺对6061铝合金组织及性能的影响

研究了不同热挤压工艺参数对6061铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当挤压温度为450℃时,随着挤压比的增大,晶粒明显细化,抗拉强度和伸长率也随之提高。当挤压比为10时,随着挤压温度的升高,再结晶晶粒数量增加。当挤压温度升高到500℃时,再结晶晶粒快速长大粗化,晶粒细化作用减弱,此时,合金的抗拉强度随挤压温度的升高整体呈下降趋势。在本试验范围内,6061铝合金经过挤压温度为450℃,挤压比为10的挤压变形后得到的组织均匀细小,力学性能较好。     

7A55铝合金热变形的速率控制机制(英文)

利用Gleeble-3500热模拟试验机对7A55铝合金在300~450°C温度范围和0.01~1 s-1应变速率范围内的热变形行为进行研究。建立了7A55铝合金的热加工图,对该合金的热变形行为进行了遵循幂律关系的动力学速率分析。结果表明:7A55铝合金在410~450°C和0.05~1 s-1的热变形条件下发生了动态再结晶。热加工图的分析结果与动力学分析结果的吻合度较高。动态再结晶及动态回复变形的表观激活能分别为91.2和128.8 kJ/mol,这说明7A55合金的动态再结晶机制为晶界自扩散,而动态回复机制为位错的交滑移。