Al-Zn-Mg-Cu合金热压缩流变应力行为及组织演变

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机进行了Al-Zn-Mg-Cu合金的等温压缩实验,变形温度为250～450℃,应变速率为0.001～0.1 s-1,变形量为10%～50%,获得了热压缩变形的真应力-真应变曲线.应力-应变曲线基本呈现回复型曲线特征,计算得出其应力指数为4.60,热变形激活能为186.70 kJ·mol-1;综合分析了变形温度、应变速率和变形量对组织演变的影响规律,确定了Al-Zn-Mg-Cu合金的锻造工艺参数为:锻造温度区间420350℃,应变速率0.01～0.1 s-1,变形量>30%.     

Ti53311S合金高温塑性变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行热压缩试验,研究了变形温度为880～1080 ℃,应变速率为0.001～10 s-1的Ti53311S钛合金的热变形行为.根据应力应变曲线分析了该合金的热变形行为,计算分析了加工图,并观察了变形后的显微组织.利用加工图结合显微组织确定了热变形的流变失稳区和实验范围内的最佳变形参数.结果表明:Ti53311S钛合金加工过程中温度应控制在相变点以下,应变速率应控制在0.01 s-1以上和10 s-1以下为宜.     

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。     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程和加工图,采用电子背散射衍射(EBSD)分析变形过程中合金的组织特征.结果表明流变应力随变形温度的升高而降低;当应变速率ε=10s-1,变形温度为300～500℃时,合金发生了动态再结晶.Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述.在热变形过程中,随着真应变增加,合金的变形失稳区域增大.该合金适宜的变形条件如下变形温度300～360℃、应变速率0.01～0.32s-1,或变形温度380～500℃、应变速率0.56～10s-1.     

15Cr-25Ni-Fe基合金高温塑性变形行为的加工图

在Gleeble-1500热模拟机上对15Cr-25Ni-Fe基合金GH2674进行了热压缩实验,采用动态材料模型的加工图研究了其在950-1200℃和0．001-10S^-1条件下的热变形行为．结果表明：GH2674合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区．再结晶Ⅰ区：功率耗散效率峰值为38％,峰值对应的温度和应变速率分别为1040℃与10s^-1;再结晶Ⅱ区：功率耗散效率峰值为40％,峰值对应的温度和应变速率分别为1075℃与0．04s^-1．在1075-1100℃温度区间内,可能是晶界相M382的溶解造成该合金的晶粒粗化,这在一定程度上会影响合金的热加工性能．在应变速率小于0．01s^-1、形变温度高于1050℃条件下,合金呈现晶粒急剧粗化现象,进而导致在热变形过程中楔形裂纹的产生;在应变速率高于0．1s^-1、形变温度低于1000℃条件下,合金有出现剪切变形带的趋势．根据上述加工图对GH2674合金的热变形工艺进行了初步设计．     

Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si-Y合金高温塑性变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Ti-Al-Zr-Sn—Mo—Si—Y合金进行了热压缩试验,采用动态材料模型建立的加工图研究了在变形温度800～1100℃,变形速率在0．002～10s^-1范围内的热变形行为。结果表明：该合金的功率耗散效率的峰值区为875～925℃,应变速率为0．001-0．002s^-1,峰值效率为85％。在温度为900～1000℃,应变速率为0．1～3s^-1的区域和850～950℃,应变速率为0．001-0．01s^-1的环形区域内进行等温压缩,Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si—Y合金发生了动态再结晶,其功率耗散效率为40％～55％。在800～925℃,应变速率为0．03～10s^-1和温度为860～930℃,应变速率为0．003～0．03s^-1区域内易产生流变失稳现象。     

Cu-Cr-Zr-Y合金热压缩力学行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-Cr-Zr-Y合金进行高温等温压缩试验,变形温度和应变速率分别为650~850℃和0.001~10 s-1,对合金高温热压缩过程中的变形行为进行研究。结果表明:其流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而减小。并根据动态材料模型绘制和分析了该合金的热加工图,得出了热变形过程的最佳工艺参数为:温度为800~850℃,应变速率范围为0.001~0.1 s-1。     

10％Mo/Cu-Al2O3复合材料的高温塑性变形行为

利用Gleeble-1500热力模拟试验机,在温度为350 ～ 750℃、应变速率为0.01 ～5 s-1、总应变量0.7的条件下,对10％Mo/Cu-Al2O3复合材料高温塑性变形过程中的动态再结晶行为及其热加工图进行研究和分析.试验结果表明:10％ Mo/Cu-Al2O3复合材料高温流动应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;同时,利用动态材料模型(DMM)加工图分析了10％Mo/Cu-Al2O3复合材料变形机制和失稳机制,并最终确定了热加工工艺参数选取范围:变形温度600 ～750℃、应变速率0.01 ～0.1 s-1.     

GH79合金加工图的流变失稳准则(英文)

在Gleeble-1500D热模拟实验机上对GH79合金进行热压缩模拟实验。在对于GH79合金热变形行为及微观组织演变研究的基础上,分析比较Prasad,Gegel,Malas,Murty和Semiatin 5种不同失稳判据,并绘制不同失稳判据的热加工图。从不同失稳判据的热加工图中可以看出,在温度900~930°C、应变速率5×10-4~1.8×10-1s-1和温度960~1080°C、应变速率为5×10-4~1.5×10-1s-1的两个范围内该合金的功率耗散率值大于60%,上述两个区域为GH79合金的适合成形区域。     

新型无镍白色铜合金的热加工图及其热变形机制(英文)

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为600~800°C、应变速率为0.01~10 s-1的热变形条件下对新型无镍白色Cu-12Mn-15Zn-1.5Al-0.3Ti-0.14B-0.1Ce(质量分数,%)合金进行热压缩模拟实验;根据该合金热变形行为及热加工特征,建立该合金热变形的本构方程和热加工图。该合金热变形过程中变形激活能为203.005 k J/mol。当真应变为0.7时,合金热加工图中存在一个失稳区,此区域的变形温度为600~700°C,应变速率为0.32~10 s-1。在较适宜的热变形条件(800°C、10 s-1)下获得的合金具有良好的表面质量和内部组织。同时,该无镍合金具有与传统镍白铜Cu-15Ni-24Zn-1.5Pb合金相近似的白色色度和肉眼不易察觉的色差(小于1.5)。     

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.     

基于DMM加工图的7050铝合金热塑性变形参数优化识别

采用Gleeble-1500热物理模拟试验机对7050铝合金在变形温度573～723 K、应变速率0.01 ～10 s-1、最大压缩量80％的条件下进行了等温压缩实验,得到该合金多组真实应力-应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数(m值)、功率耗散系数(η值)、失稳判据(ζ值)三重判据的底层材料数据.通过m值、η值和ζ值的正负分布而三重递进识别出不同应变下稳定变形参数区和失稳区,最后将不同应变下的功率耗散图和失稳图叠加以构建含应变影响的系列加工图,基于此识别出高η值和高ζ值的最优化稳定变形参数区,以及负m值、负η值和负ζ值的最大化失稳变形参数区,可以为确定最佳的热变形工艺参数提供理论指导.     

Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B合金的本构方程以及加工图

在温度1323-1473 K,应变速率0.001-1 s-1的范围内研究了Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B 合金的热压缩变形行为,其真应力-真应变曲线表明合金在变形过程出现了动态软化行为。依据经过摩擦和温度修正后流变应力的曲线,获得了该合金的本构方程,其中Zener-Holloman指数方程描述了温度和应变速率对变形行为的影响,以此构建五次多项式组来描述应变对材料参数的影响,其预测结果与实验结果相符。同时,建立了该合金的热加工图,并据此加工图预测出该合金合适的加工参数为1343 K和0.02 s-1,且成功地完成了在工业生产条件下对圆柱形试样的锻造。     

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。     

Characterization of hot deformation behavior of AA2014 forging aluminum alloy using processing map

The hot deformation behavior of AA2014 forging aluminum alloy was investigated by isothermal compression tests at temperatures of 350–480 °C and strain rates of 0.001–1 s^?1 on a Gleeble–3180 simulator. The corresponding microstructures of the alloys under different deformation conditions were studied using optical microscopy (OM), electron back scattered diffraction (EBSD) and transmission electron microscopy (TEM). The processing maps were constructed with strains of 0.1, 0.3, 0.5 and 0.7. The results showed that the instability domain was more inclined to occur at strain rates higher than 0.1 s^?1 and manifested in the form of local non-uniform deformation. At the strain of 0.7, the processing map showed two stability domains: domain I (350–430°C, 0.005–0.1 s^?1) and domain II (450–480 °C, 0.001–0.05 s^?1). The predominant softening mechanisms in both of the two domains were dynamic recovery. Uniform microstructures were obtained in domain I, and an extended recovery occurred in domain II, which would lead to the potential sub-grain boundaries progressively transforming into new high-angle grain boundaries. The optimum hot working parameters for the AA2014 forging aluminum alloy were determined to be 370–420 °C and 0.008–0.08 s^?1.     

6111铝合金热变形行为及本构方程

利用Gleeble-1500热模拟机,研究6111铝合金在变形温度为350℃～550℃、应变速率为0.01s-1～10s-1的热变形流变应力行为。研究结果表明,6111铝合金为正应变速率敏感材料,且随着变形温度升高抗拉强度减小,其热变形经历了从应变硬化阶段过渡到稳态变形阶段的过程,软化机制主要为动态回复;采用Zener-Hollomon参数建立6111铝合金的本构方程,该方程可用于模拟6111铝合金材料一般加载情况下的热成形过程。     

Hot deformation behavior of novel imitation-gold copper alloy

The hot deformation behavior of a novel imitation-gold copper alloy was investigated with Gleeble–1500 thermo-mechanical simulator in the temperature range of 650–770 °C and strain rate range of 0.001–1.0 s^?1. The hot deformation constitutive equation was established and the thermal activation energy was obtained to be 249.60 kJ/mol. The processing map at a strain of 1.2 was developed. And there are two optimal regions in processing map, namely 650–680 °C, 0.001–0.01 s^?1 and 740–770 °C, 0.01–0.1 s^?1. Optical microscopy was employed to investigate the microstructure evolution of the alloy in the process of deformation. Recrystallized grains and twin crystals were found in microstructures of the hot deformed alloy.