TC11钛合金等轴组织热变形行为与组织演变

采用等温恒应变速率压缩试验研究了TC11钛合金等轴组织两相区980～800℃,应变速率O.001～O.1 s-1,变形程度50%条件下的变形行为,分析了变形参数对应力-应变曲线、微观组织演变机制和规律的影响,建立了该合金两相区变形的热加工图,并采用EBSD技术测试了热变形组织的晶界特征.结果表明:(1)980℃变形,β相是主要变形相,O.001～O.1 s-1之间的功率耗散效率值在动态回复和再结晶范围内;α相经历了变形促进下的溶解(高应变速率)和聚集粗化(低应变速率)的过程,即α晶粒尺寸和相含量随着应变速率的加快明显减小.(2)950～900℃变形,O.001～O.01 s-1之间的功率耗散效率值在超塑性变形范围内;变形主要是软基体的β相和界面的变形行为;变形过程中,α晶粒尺寸和相含量基本不变.(3)850～800℃变形,α相是主要变形相,发生了连续动态再结晶过程;β相起晶界协调变形的作用.     

TC17钛合金热变形过程中片状组织演变规律

通过等温锻造试验和有限元模拟,研究了TC17钛合金在α+β两相区变形过程中热加工工艺参数对显微组织演变的影响规律。通过组织观察分析发现:随着变形程度和变形温度的增加,TC17钛合金中的片层组织逐渐向球化组织转变。变形量对片状组织的球化起决定作用,当变形量为小于20%时,仅有少数片状α相发生了弯折或扭曲,球化现象不明显;随着变形量的增加,片状组织被不同程度的弯曲、破碎,球化程度随着变形量的增加逐渐变大。变形温度对球化过程也起一定的作用,随着变形温度的升高,球化效果越来越明显,这与较高的变形温度会提高位错或原子的迁移能力使片状组织有足够的能量通过界面迁移实现断裂、球化有关。     

新型Ti5321合金片层组织的热变形行为

为研究具有原始粗片层组织的Ti5321合金热压缩变形过程中流变应力、显微组织等随变形条件的变化,在Gleeble-2800型热模拟试验机上进行高温热压缩试验,试验温度为790～850℃,应变速率为0. 01～1 s~(-1),变形量为30%～70%。结果表明:Ti5321合金的软化机制与片层组织球化和动态再结晶有关,变形量和变形温度是影响合金片层组织球化及β再结晶的主要因素。同一变形温度和应变速率下,随着变形量的增大.会出现片层α相球化及β相再结晶现象。当应变速率和变形量相同时,低温变形主要发生的是片层α相球化行为,高温变形发生的是β相的再结晶。     

TA19钛合金高温变形热加工图构建和微观组织演变

利用Gleeble-3500热模拟压缩试验机,在变形温度820～980℃和应变速率0.01～10 s~(-1)的变形条件下,对TA19钛合金进行热模拟压缩试验,并根据动态材料模型(DMM)建立了其热加工图。同时,结合TA19钛合金微观组织分析,揭示了热变形工艺参数影响热加工图的内在原因。结果表明:变形工艺参数与能量耗散率和非稳态区密切相关。应变速率为0.01～1 s~(-1)时,能量耗散率较大,且随着变形温度的升高,能量耗散率先增大后减小,在940℃附近获得最大值。同时,变形失稳区包括2个典型区域,其中I区为(820～900)℃/(0.01～1) s~(-1),II区为(960～980)℃/(1～10) s~(-1)。变形温度为940℃时,较多的等轴α相和较高的再结晶驱动温度使得再结晶程度加强,因此能量耗散率获得最大值。绝热剪切带、片层α相与等轴α相之间的变形不协调以及β晶粒的剧烈长大是TA19钛合金高温变形失稳的主要原因。     

片层组织TC17钛合金高温变形行为研究

通过热压缩试验研究了具有初始片层组织的TC17钛合金在780~860℃和应变速率0.001~10 s-1范围内的热变形行为和组织演变。分析了该合金在两相区变形的应力-应变曲线特征,其流变应力本构关系可以用双曲正弦方程和Zener-Hollomon参数描述,得到TC17合金在两相区变形的平均激活能为488.86 kJ.mol-1。显微组织分析发现:TC17合金在两相区变形时组织演变的主要特征是片层组织球化;热变形参数严重影响片层组织球化过程的进行,加大变形量、降低应变速率以及提高变形温度可以提高片状组织的动态球化程度。     

强变形过程中铁镍合金的微观结构演化机制

 采用透射电镜观察了铁镍(Fe 32%Ni)合金在形变温度500 ℃(＜05Tm)、形变速率10-2 s-1的变形条件下多轴锻造变形过程中的微观结构演变。结果表明,低温多轴锻造强变形可明显细化晶粒,细化过程为：首先,位错墙、位错缠绕等结构通过大量位错滑移运动在原始晶粒内形成;其次,不同方向的变形导致不同方向的滑移系开动,从而致使不同方向的位错墙互相交叉,将原始粗晶粒细分成小尺寸的胞块结构,当变形量达到一定程度时,位错墙和位错缠绕结构内的位错开始重新排列,形成小角度晶界,导致亚晶粒形成;由于变形量不断增加强迫大量的位错在亚晶界处积聚、重排,同时不同方向的变形造成亚晶发生转动,位错重新规则排列及亚晶转动使小角度的亚晶界转变为大角度晶界,从而形成细小的新晶粒。     

TC21合金的高温变形行为及其组织演变

通过Gleeble压缩试验,系统地研究了TC21合金在α+β两相区、β单相区的热变形行为及其组织演变.对流动应力的分析表明,峰值应力与变形温度和应变速率间符合双曲正弦形式的Arrhenius本构关系.变形死区的组织观察表明,随着变形温度的升高,合金中细小α相首先转变为β相;进入单相区后,取向相近的β晶粒间相互合并而迅速长大.应变速率对微观组织的形貌和尺寸有一定影响,在低应变速率时等轴α相的形貌并没有明显变化,变形以β相为主;随着应变速率的升高,α相沿轴向方向被压扁,β相呈现纷乱不均的分布;进入单相区后,粗大的β晶粒被压扁,并在晶界处生成新的等轴β晶粒.     

N08800铁镍基合金热变形行为及组织演变

在Gleeble-3800热模拟机上采用等温压缩实验研究了N08800铁镍基合金(/％:0.015C,20.8Cr,31.2Ni,0.42Al,0.35Ti)的高温压缩变形行为.获得合金在温度为1150～1280℃、应变速率为1～20 s-1条件下的真应力-真应变曲线.通过线性回归得到N08800合金的高温材料常数a为...     

Microstructure Evolution During Hot Deformation of a Micro-Alloyed Steel

In the present investigation, hot deformation by uniaxial compression of a microalloyed steel has been carried out, using a deformation dilatometer, after homogenization at 1200 °C for 20 min up to strains of 0.4, 0.8 and 1.2 at different temperatures of 900, 1000 and 1100 °C, at a constant strain rate of 2 s^?1 followed by water quenching. In all the deformation conditions, initiation of dynamic recrystallization (DRX) is observed, however, stress peaks are not observed in the specimens deformed at 900 and 1000 °C. The specimens deformed at 900 °C showed a combination of acicular ferrite (AF) and bainite (B) microstructure. There is an increase in the acicular ferrite fraction with increase in strain at all these deformation temperatures. At high deformation temperature of 1100 °C, coarsening of DRXed grains is observed. This is attributed to the common limitations involved in fast quenching of the DRXed microstructure, which leads to increase in grain size by metadynamic recrystallization (MDRX). The strain free prior austenite grains promote the formation of large fraction of both bainite and martensite in the transformed microstructures during cooling. The length and width of bainitic ferrite laths also increases with increase in deformation temperature from 900 to 1100 °C and decrease in deformation strain.     

Ti75合金的热成形工艺研究

为了确定Ti75合金大规格椭圆形封头热冲压成形工艺参数，采用热模拟试验和高温拉伸试验的单向试样模拟板材热冲压成形工艺状态，通过对流变应力和材料力学性能分析，主要讨论了变形温度、变形速度、变形程度对性能的影响，确定热冲压成形工艺参数为：成形温度850℃、变形速率1s^-1，并由高温变形后的材料的性能曲线，模拟出板材热冲压成形后不同部位的性能状态，通过对变形后金相组织分析，可看出该工艺条件对板材成形性能有利。     

反应烧结高Nb-Al3Ti合金的组织演变机理

采用放电等离子热压烧结技术(SPS)制备高Nb-Al3Ti合金,研究了315和645℃预烧结处理以及885～1130℃范围内不同反应烧结温度对Al3Ti合金显微组织的影响,分析了不同烧结温度下合金组织的变化过程并绘制组织转变示意图.结果表明,经过315与645℃的预烧结处理,原料颗粒表面氧化物溶解并发生固相扩散生成少量...     

具有马氏体组织的TC11合金两相区变形的组织机制及工艺优化

采用等温压缩实验研究了具有马氏体组织的TC11合金在两相区的变形行为及微观组织演变规律。等温压缩实验在Gleeble3500热模拟实验机上进行,其中变形温度为920～980℃,应变速率为0.1～10s-1,变形量为70%。基于动态材料模型(DMM),建立了具有马氏体组织的TC11合金两相区变形的热加工图。在低温(<940℃)区和高温(>960℃)高应变速率(>1s-1)区域存在失稳现象,主要表现为低温时的表面开裂和高应变速率区的绝热剪切带;在塑性加工安全区域,分别对应着片层扭折和片层球化的组织机制,其中变形量70%时应变速率敏感因子在980℃,0.1s-1时取得峰值为0.73,此时可得到完全球化的细晶组织(等轴α尺寸约为0.7μm)。具有马氏体组织的TC11合金两相区变形时,为避免缺陷并得到细的等轴组织,合适的加工工艺为温度:950～980℃,应变速率0.1～1s-1。     

Static Softening in a Ni-30Fe Austenitic Model Alloy After Hot Deformation: Microstructure and Texture Evolution

Metallurgical and Materials Transactions A - In the current study, the microstructure and texture characteristics of a model Ni-30Fe austenitic alloy were investigated during hot deformation and...     

Effect of Microstructure on Cavitation during Hot Deformation of a Fine-Grained Aluminum-Magnesium Alloy as Revealed through Three-Dimensional Characterization

The effect of microstructure on cavitation developed during hot deformation of a fine-grained AA5083 aluminum-magnesium alloy is investigated. Two-point correlation functions and three-dimensional (3-D) microstructure characterization reveal that cavitation depends strongly on the mechanism that controls plastic deformation. Grain-boundary-sliding (GBS) creep produces large, interconnected cavities rapidly during plastic straining. Solute-drag (SD) creep produces isolated cavities with less total volume fraction at a given strain. The 3-D microstructure data reveal adjacency between various microstructural features. Cavities are observed to be preferentially adjacent to large Al₆(Mn,Fe) particles and to Mg-Si particles of all observed sizes. These data suggest that cavities preferentially nucleate at Mg-Si particles and at large Al₆(Mn,Fe) particles. This result may be applied to reduce cavitation in commercial hot-forming operations utilizing aluminum-magnesium alloys.     

The Deformation Behavior and Microstructure Evolution of a Mn- and Cr-Containing Al-Mg-Si-Cu Alloy During Hot Compression and Subsequent Heat Treatment

Metallurgical and Materials Transactions A - Hot compression tests on a newly developed Mn- and Cr-containing Al-Mg-Si-Cu alloy were carried out at temperatures ranging from 623&nbsp;K...     

M963合金高温蠕变过程中显微组织的演化及断裂机理

研究了M963合金在975℃×225MPa条件下蠕变过程中的组织演化及断裂机理.结果表明M963合金的蠕变曲线呈现出明显的3个阶段且稳态蠕变速率较低;蠕变过程中,γ'相粒子逐渐筏形化,由初始阶段分布在γ基体中的立方状孤立相转变为蠕变后期包围γ相的连续相;在枝晶干上有颗粒状M6C碳化物析出;蠕变变形机制从初始阶段的Orowan绕过γ'相粒子变为蠕变后期的位错切过γ'相粒子.     

金属热变形时动态组织变化的模拟

在考虑变形历史对组织变化以及组织变化对变形影响的基础上,建立了金属热变形组织变化模拟模块。模拟结果和实验相符合。     

Al-Cu-Mg-Ag合金热压缩变形行为的预测

采用了热模拟实验机研究了Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金的热压缩变形行为。实验的温度和应变速率分别为340～500℃,0.001～10 s-1。分别用了本构方程和人工神经网络来对Al-Cu-Mg-Ag合金的流变行为进行了分析和模拟。神经网络的结构是3-20-1;输入参数是温度,应变速率和应变;输出参数是流变应力。结果表明该合金的流变曲线出现加工硬化、过渡、软化和稳态流变这4个阶段,流变应力随着应变速率的增加而增大,随着变形温度的下降而减少。用所建立的神经网络模型预测了变形温度和应变速率对流变应力的影响,预测的结果与热压缩变形的基础理论吻合得很好,而且该模型可以很好地描述Al-Cu-Mg-Ag合金的流变应力,在应变速率为0.001～10 s-1的条件下,其平均相对误差分别为3.68%,3.98%,1.53%,3.53%和2.04%。这表明神经网络的预测性能优良,具有很强的推广能力。同时通过本构方程和神经网络的预测结果比较看出神经网络模型的相关系数比较高,而且神经网络比本构方程有更好的预测性能。神经网络可以预测不同应变下的相应的流变应力,但是本构方程只可以根据不同的应变速率和温度来预测峰值应力。