30Cr钢高温变形流变应力模型

30Cr钢常用于大型阀体锻件,利用Gleeble-1500实验机对30Cr钢进行热模拟压缩实验,获得应变速率为0.1,0.5,2.5和10 s-1,变形温度为1000,1050,1100,1150和1200℃,压缩变形量为60%条件下的30Cr钢的真应力-真应变曲线。实验结果表明,高温流变应力随着变形温度的增加和应变速率的降低而减小,在一定的变形条件下,呈现出典型的单峰型动态再结晶的应力-应变曲线特征。采用Arrhenius双曲正弦关系描述30Cr钢的高温流变行为,确定其热变形激活能,建立了30Cr钢的流变应力模型,其结果可为大型阀体模锻成形工艺的数值模拟和工艺参数的确定提供参考。     

AZ80镁合金变形特性及管材挤压数值模拟研究

利用Gleeble热模拟机研究了AZ80合金的高温变形特性。结果表明,流变应力取决于变形温度和变形速率。当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而降低;当温度一定时,流变应力随着应变速率的升高而增大。根据AZ80镁合金真应力-真应变曲线,建立了其流变应力模型。采用刚塑性有限元法对AZ80镁合金管材挤压过程进行热力耦合数值模拟,并分析了高温挤压成形过程中变形力及金属流动规律,着重探讨了变形温度和挤压速度等挤压工艺参数对挤压力、应变场以及应力场的分布及变化情况的影响。模拟的结果为AZ80镁合金管材挤压工艺参数的制定、优化提供了科学依据。     

锰黄铜合金高温变形及本构模型研究

采用THERMECMASTOR-Z热模拟试验机,在变形温度650~800℃、应变速率0.01~10 s-1的条件下,进行了锰黄铜高温流变行为的相关研究。采用Arrhenius的双曲正弦模型,建立了锰黄铜流变应力与变形温度、应变速率之间的本构模型。结果表明:锰黄铜为正应变敏感材料,其流变应力随应变速率的增加而升高,随变形温度的增加而降低。该研究为锰黄铜热成形加工工艺的制定提供了理论依据。     

合金钢50SiMnVB高温力学性能研究

为实现合金钢50Si Mn VB高温下塑性变形的数值模拟与合理制定其热成形工艺参数,采用Gleeble-1500D热模拟试验机探讨其在不同温度、应变速率下的流变力学行为。研究了影响该材料流变应力的因素和机制。结果表明,该材料高温变形时存在应变强化与再结晶软化相互竞争机制,体现为流变应力随应变速率的增加而增大,随温度升高而减小。利用本构模型求解得到50Si Mn VB材料的本构关系,通过比较理论值和实验值,证明该模型可预测50Si Mn VB材料在热变形时的塑性流变应力。     

Cu-Ni-Si-Ag合金动态再结晶及组织演变

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-0.15Ag合金在应变速率为0.01～5s-1、变形温度为600～800℃、最大变形程度为60%条件下的流变应力行为进行了研究.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.并研究了在热压缩过程中组织的变化.结果表明:热模拟实验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.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应力指数n,应力参数α,结构因子A,热变形激活能Q和流变应力方程.合金动态再结晶的显微组织强烈受到变形温度的影响.     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

Cu-0.4Zr合金的动态再结晶行为及组织演变

通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温等温压缩试验,对Cu-0.4Zr合金在应变速率为0.001~10 s~(-1)、变形温度为550~900℃、最大变形程度为55%条件下的流变应力行为进行探讨。分析了该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,并对其在热压缩过程中的组织演变进行观察。结果表明:热模拟试验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而下降,随应变速率提高而增大。结合流变应力、应变速率和变形温度的相关性,计算得出了该合金高温热压缩变形时的应力指数(n)、应力参数(α)、结构因子(A)、热变形激活能(Q)和本构方程。合金动态再结晶的显微组织强烈受到应变速率的影响。     

热压缩7075铝合金流变应力特征

采用Gleeble-1500热模拟高温压缩变形试验,研究了7075铝合金高温塑性变形时的流变应力行为。结果表明,应变速率和变形温度的变化影响合金稳态流变应力的大小,在变形温度为350～500℃、应变速率为0.01～1s-1的条件下,随变形温度升高,流变应力降低;而随应变速率提高,流变应力增大;应变速率和流变应力之间满足指数关系,温度和流变应力之间满足Arrhenius关系,可用Zener-Hollomon参数描述7075铝合金高温塑性变形时的流变应力行为。     

热压缩7075铝合金流变应力特征

采用Gleeble-1500热模拟高温压缩变形试验,研究了7075铝合金高温塑性变形时的流变应力行为.结果表明,应变速率和变形温度的变化影响合金稳态流变应力的大小,在变形温度为350～500℃、应变速率为0.01～1 s^-1的条件下,随变形温度升高,流变应力降低;而随应变速率提高,流变应力增大;应变速率和流变应力之间满足指数关系,温度和流变应力之间满足Arrhenius关系,可用Zener-Hollomon参数描述7075铝合金高温塑性变形时的流变应力行为.     

35MnB钢高温变形行为及本构方程

为了合理制定35MnB钢制件热成形工艺参数,在790~1190℃温度范围内,应变速率为0.01~10 s~(-1)及总压缩变形量(真实应变)为0.6的试验条件下,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对35MnB钢进行热压缩变形试验,研究其高温变形行为。结果表明:流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大。同一应变速率下,随着变形温度的升高应力峰值向左移动,应力-应变曲线整体下移;同一变形温度下,应变速率越大,应力峰值越高,相应的应变量也越大。采用含有变形温度(T)和变形激活能(Q)的Arrhenius equation方程的双曲正弦模型,构建了35MnB钢在高温下流变应力与应变速率的本构方程。并验证了所构建本构方程的准确性,计算结果显示预测应力峰值与试验应力峰值吻合较好。通过采用本文所构建的35MnB钢本构方程对大型液压装载机锻造摇臂成形过程进行模拟,结果证明本文所构建的本构方程可以应用于35MnB钢制件高温成形模拟过程,并为实际生产做指导。     

基于Murty判据的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金α β相区热变形机制及工艺优化

根据Murty失稳判据,利用原始等轴组织的TC11钛合金在780～990℃和0.001～70s-1范围内的等温恒应变速率压缩实验数据,建立了该合金的加工图.依据加工图研究了TC11钛合金的变形机制和变形缺陷与变形热力参数之间的关系.结果表明,在780～990℃和0.001～0.01 s-1范围是超塑性变形区;在780～990℃和高于0.01 s-1范围,易出现β相裂纹和空洞、局部流动以及绝热剪切等流变失稳现象.根据加工图分析,结合微观组织观察结果,并考虑变形抗力的大小,确定出了较佳的变形热力参数范围为850～940℃和0.001～0.01 s-1,最佳的变形热力参数在900℃和0.001 s-1附近.     

AM80-xSr-yCa镁合金高温压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对一种新型AM80-xSr-yCa镁合金进行高温压缩变形实验,研究其在温度300℃~450℃、应变速率0.01s-1~10s-1条件下的流变行为。高应变速率下,试样的变形热带来的温升不可忽略,对真应力-真应变的测量值进行相应修正后,求得了本构方程中的系列常量。结果表明,应变速率和变形温度的变化,强烈影响着合金流变应力的大小,流变应力值随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;金相组织观察表明,动态再结晶是该实验条件下晶粒细化和材料软化的主要机制,再结晶的程度主要受变形参数影响。变形温度越高,变形量越大,动态再结晶进行的越充分;应变速率越大,再结晶平均晶粒尺寸就越小。     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

Processing map for hot working of as extruded AZ31B magnesium alloy

The deformation behavior of AZ31B magnesium alloy as extruded under hot compression conditions was characterized in the temperature range of 200 - 400 ℃ and strain rate range of 0. 001 - 1 s^-1. The processing maps were obtained at different strains. The results show that the map exhibits flow instabilities as two domains. The domain at beyond 300 ℃ and strain rate of 1 s^-1 appears with a peak efficiency of power dissipation about 56% occurring. This domain is expected to happen in a hot process, such as hot rolling, hot extrusion and hot forging. There is high efficiency of power dissipation at temperature beyond 350 ℃ and strain rate 0. 001 s^-1. Such domains suggest the occurrence of superplastic deformation.     

DB685钢的热变形行为及热加工图

为了研究DB685钢的热变形特性,选取并建立了DB685钢的高温应力应变本构方程,利用Gleeble-1500热模拟机对DB685钢在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)、最大应变量70%条件下进行压缩实验,根据建立的本构方程,绘制DB685钢的热变形加工图,利用所建立的加工图,分析了不同温度和应变速率下合金的热成形性能,结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的流变应力下降,动态再结晶更容易发生;DB685钢在1125℃温度以上,并且在对应的应变速率下,耗散系数存在峰值;随着应变的增大,其耗散系数略有增大,失稳区减小,但热加工图的整体趋势保持一定。因此对于工业热加工,建议变形温度为1125~1175℃,应变速率高于0.032 s~(-1)。     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

TA15合金高温本构方程的研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对TA15合金进行了恒应变速率热压缩变形实验,在变形温度为850℃~1030℃、应变速率为1.0s-1~0.0001s-1范围内,测得了应力-应变曲线。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,采用线性回归方法建立了TA15合金的高温本构关系,同时也通过对数据回归处理确定了合金不同温度下的应力指数n、应变激活能Q等数值,为TA15合金锻造过程的数值模拟提供了基础。     

锌合金高温变形行为及加工图

在Gleeble-1500D热模拟机上采用等温压缩实验研究Zn-8Cu-0.3Ti锌合金的高温流变行为,获得锌合金在变形温度为230～380℃、应变速率为0.01～10 s-1和变形程度为50%条件下的真应力—应变曲线,根据动态材料模型(DMM)建立锌合金的热加工图。结果表明:Zn-8Cu-0.3Ti锌合金在实验条件下具有正的应变速率敏感性,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减小,该合金的流变应力行为可用Arrhenius方程来描述。在本研究条件下,Zn-8Cu-0.3Ti锌合金在热变形时存在一个失稳区,即应变速率0.2 s-1以上的区域;在应变速率小于0.001 s-1和340～370℃温度范围内,最大功率耗散系数为0.53,该安全区域内合金的变形机制为动态再结晶。     

中、高应变速率下AZ80镁合金高温变形力学行为研究

文章通过对AZ80镁合金在不同变形温度和应变速率下的压缩实验,研究了其高温变形力学行为。讨论了中、高应变速率变形条件下,变形过程中试样温升对流变应力的影响,并进行了修正。将修正后的流变应力应用于合金挤压变形过程的数值模拟。结果表明,模拟挤压变形力与实测值接近,说明修正后的流变应力能很好地反映材料的变形力学行为。     

ZA27合金的热变形及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机进行热压缩试验,研究ZA27合金的热变形行为,在变形温度为200~350℃、应变速率为0.01~5 s-1、工程应变为60%,基于Murty准则,建立ZA27合金的加工图。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;在变形温度为200~210℃、应变速率为0.01~0.1 s-1和变形温度为250~350℃、应变速率为1~5 s-1的2个区域内易产生流变失稳现象;动态再结晶是导致流变软化及稳态流变的主要原因,ZA27合金的安全热加工区域的变形温度在250~350℃之间、应变速率在0.1~1 s-1之间。