6061铝合金热压缩变形条件对流变应力的影响及其本构方程的研究

文章根据热压缩试验数据,应用一元线性回归和多元线性回归方法,研究了6061铝合金材料的流动应力与温度、应变速率和应变之间的关系,并根据试验数据确定了6061铝合金材料的本构方程。研究表明,6061铝合金热压缩塑性变形时的流变应力和应变速率之间的关系满足双曲正弦函数关系式;其热压缩塑性变形时流变应力的双曲正弦对数项与绝对温度倒数之间满足线性关系,其高温压缩变形受热激活能的控制。     

铝合金7075-T651动态流变应力特征及本构模型

为了研究铝合金7075-T651的流变应力变化特征,在高温分离式霍普金森压杆装置上对圆柱试样进行了温度范围25~400℃及应变率范围600~12 000 s-1的动态压缩试验。结果表明:铝合金7075-T651的流变应力对应变率不敏感,对温度有较强的敏感性。总体上,流变应力随温度的升高而减小,但在350~400℃时流变应力差别很小。在高应变速率时,当应变超过一定水平时,应力出现急剧减小,材料发生失效。通过变形后试样的微观组织观察可以发现,应变速率较高时出现绝热剪切带是材料流变应力急剧减小的主要原因。在实验数据基础上,建立了一个基于物理概念的铝合金7075-T651本构模型预测其流变应力,与实验对比表明,所建立的本构模型在较宽的温度和应变速率范围内能够很好地预测铝合金7075-T651的流变应力。     

铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金多道次压缩变形行为及组织演变

利用Gleeble-3500热力模拟试验机研究了铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金单道次等温和多道次非等温压缩变形行为,分析了其流变应力和组织演变规律。结果表明,随着变形道次增加和道次变形温度降低,流变应力值增大,不同道次间歇内应力软化程度变化不明显,原始晶粒压缩至长宽比约4∶1时晶粒在有利位向开始细化,累积真应变为0. 9时原始长条状晶粒破碎成细小等轴晶;随着热压缩后保温时间增加,组织发生回复,晶粒短轴变宽,两道次压缩组织演变为原始晶粒长宽比减小,三角晶界处的破碎小晶粒在保温30 s过程中向原始晶粒扩展长大,第二相逐渐溶解;三道次压缩及其在保温30 s过程中组织演变为原始晶粒长宽比减小,原始晶粒细化和新晶粒长大,第二相在热压缩过程中回溶,并在保温时析出。     

AA7075高强铝合金热冲压流变行为本构模型对比研究

在热冲压过程中,AA7075高强铝合金板料经充分固溶后移入室温模具进行冲压成形并淬火。为表征AA7075铝合金在热冲压工艺中的变形行为,在温度200~480℃、应变速率0.01~10s-1范围内进行了高温拉伸试验。基于Arrhenius类型本构模型、Johnson-Cook模型以及Zerilli-Armstrong模型提出了多种修正本构模型,并应用实验所获流变曲线进行了拟合。提出的修正模型通过将模型参数表示为应变、应变速率及温度相关的多项式函数耦合了应变、应变速率及温度对流变应力的影响,并通过均方误差(MSE)以及相关系数R值对模型流变应力预测准确性进行了评价。结果表明,修正的Johnson-Cook模型能够更加准确的预测AA7075高温流变行为。     

铸态42CrMo钢热压缩本构模型的建立

以Gleeble- 1500热物理模拟试验为基础,研究了热压缩变形过程中不同变形速率和形变温度对流变应力的影响.通过线性回归确定了铸态42CrMo钢的应变硬化指数以及形变激活能,结合试验数据拟合了铸态42CrMo钢在高温条件下的流变应力本构方程.     

6061-T6铝合金高温本构模型及温成形数值模拟

基于6061-T6铝合金在高温变形过程中的动态回复、动态再结晶及变形硬化特性,分析其在不同温度阶段的黏塑性特征,在高温阶段进一步引入软化因子修正传统Field-Backofen模型,使之适用于铝合金温成形的热力本构描述。通过NAKAJIMA凸模胀形数值仿真及试验对比发现:高低温(25~400℃)相结合的软化型热拉伸本构方程可以准确地描述板料破裂前的集中软化特征,且可以有效满足6061铝合金高温成形性能的仿真需求。     

基于热冲压工艺的AA6111铝合金热变形行为及本构模型

基于Gleeble-3500热模拟试验机,以AA6111铝合金板材为试验材料,在变形温度为425℃～525℃范围内、应变速率为0.01/s～1.0/s范围内进行了的高温拉伸测试,获得了材料在高温下的真应力-应变曲线.对拉断后的试样进行组织分析,阐述了不同变形条件下AA6111铝合金的组织对其高温流变行为的影响.研究结果...     

01570铝合金热压缩变形的流变应力本构方程

在Gleeble-1500热模拟机上对01570铝合金进行等温热压缩实验,变形温度为300～450℃,应变速率为0.001～1 s-1,研究其热压缩变形的流变应力行为.结果表明:01570铝合金真应力-应变曲线在变形温度为300 ℃,应变速率为0.01～1 s-1的条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复特征;而在其他条件下,应力达到峰值后随应变的增加而逐渐下降,表现出动态再结晶特征.在用Arrhenius方程描述01570铝合金热变形行为时,其变形激活能Q为152.33 kJ·mol-1.     

6013铝合金平面热压缩流变应力曲线修正与本构方程

采用Gleeble-3500热模拟机研究6013铝合金在613~773 K、0.001~10 s~(-1)下的平面应变流变力学行为。基于热传导对材料变形热效应的影响,优化材料变形温升的计算方程,分析变形能及热传导对实测流变应力误差的影响。结果表明:热传导对变形温升的影响不可忽略,其影响随着真应变的增加和应变速率的降低而更加显著;通过热传导对变形温升的修正,变形温升随变形能的增大呈非线性变化趋势;在较高应变速率和较低变形温度下,变形能及热传导对材料变形温升及稳态流变应力的影响明显;可用包含Zener-Hollomon参数(Z)的本构方程预测6013铝合金在不同变形条件下的流变应力峰值,其热变形激活能为364.48 kJ/mol;修正的实测峰值应力与预测值的吻合程度有所提高,平均相对误差为5.54%。     

6061铝合金半固态本构方程的研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对采用近液相线半连续铸造方法制备的6061铝合金半固态坯料进行热模拟压缩试验,研究变形温度为585℃~605℃、应变速率为0.01/s~10/s时,变形温度和应变速率对变形行为的影响。结果表明,半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。以半固态触变压缩试验结果为基础,建立了反映半固态6061铝合金变形行为的本构方程,并进行回归分析。结果表明,该模型具有良好的精度,试验确定的6061铝合金本构关系的适用温度范围为585℃~605℃,应变速率范围为0.01/s~10/s。     

2219铝合金热压缩流变应力及本构方程

为研究2219铝合金的热变形行为,采用THERMECMASTOR型热模拟试验机,在温度380～460℃,应变速率0.01～10 s^-1条件下进行了热压缩实验,获得了2219铝合金的真实应力-真实应变曲线。结果表明,变形温度和应变速率对2219铝合金流变应力有重大影响。在相同应变速率条件下,随着变形温度的升高,流变应力逐渐减小;在相同变形温度条件下,随着应变速率的增大,流变应力不断增大。为准确描述流变应力与变形温度和应变速率之间的关系,对2219铝合金热压缩获得的实验数据进行拟合,建立了基于应变补偿的双曲正弦本构方程。通过准确度的计算,得到实验值与预测值的绝对误差为4.78%,表明该本构方程能够较好地预测高温下2219铝合金的流变行为。     

4032铝合金的高温压缩变形行为及本构方程

采用Gleeble-1500热模拟试验机对4032铝合金在变形温度370～490℃、应变速率0.02～5 s-1的条件下的流变应力进行了研究.分析了变形温度和应变速率对4032铝合金高温塑性变形应力的影响,计算出了激活能和应力指数值.建立了4032铝合金的本构方程.     

析出硬化AA7022-T6铝合金高温流变行为的本构模型（英文）

在温度623～773 K和应变速率0.01～1 s^-1条件下,采用等温压缩试验研究析出硬化AA7022-T6铝合金的热力学行为。结果表明,动态再结晶是主要的热变形机制,特别是在高温和低应变速率下。采用改进的JohnsonCook (J-C)模型和应变补偿Arrhenius模型预测不同变形条件下的热流变行为。这两种模型的线性相关系数分别为0.9914和0.9972,平均相对误差(ARE)分别为6.074%和4.465%,均方根误差(RMSE)分别为10.611和1.665 MPa。结果表明,应变补偿Arrhenius模型能准确预测AA7022-T6铝合金的热流变应力。     

7A85铝合金热压缩流变行为与本构方程研究

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行高温压缩试验,研究了7A85铝合金在变形温度为250～450℃、应变速率为0.001～1 s-1条件下的高温流变行为。研究表明,7A85铝合金在热压缩过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶;变形抗力随温度的降低而增加,当温度低于300℃时变形抗力增加明显,同时变形抗力随应变速率的增大而增大;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方程;采用线性回归方法获得了7A85铝合金高温条件下流变应力的本构方程。     

A356铝合金的高温流变行为及本构模型研究

A356铝合金的高温流变特性和本构模型对其应力状态起着重要的作用,为铝合金流变成形过程的有限元模拟奠定了重要的基础.从A356铝合金轮毂铸造坯料上制取拉伸试样,利用Instron 3369型实验机进行等温拉伸实验,实验温度为300～375℃,应变速率为0.001～0.1 s-1.由此得到的真应力-真应变曲线表明,温度和...     

半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能

采用石墨质蛇形通道浇注复合流变压铸工艺进行半固态改性6061铝合金流变压铸成形。对比分析了传统液态压铸和流变压铸的改性6061铝合金试样的显微组织;研究了Si含量对半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织及力学性能的影响。结果表明,相比于传统液态压铸,半固态改性6061铝合金流变压铸试样组织中的初生α-Al晶粒明显细化和球化,由粗大的枝晶演变为细小的球状晶或近球状晶。增加Si含量可以有效细化试样组织中的初生α-Al晶粒,并提升流变压铸试样的力学性能,当Si含量由0.6%增加至2.6%时,初生α-Al的平均晶粒直径由58μm左右逐渐减小至31μm左右,抗拉强度由（107±4） MPa逐渐增加至（209±14） MPa,伸长率由2.2%±0.3%逐渐增加至5.5%±0.5%。     

6082铝合金热变形的本构模型

利用Gleeble-1500热模拟机,研究6082锅合金在变形温度为300～500℃以及应变速率为0.01-10/s下高温单道次压缩过程的热变形流变应力行为.结果表明:6082铝合金高温单道次压缩下的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,其软化机制主要为动态回复.该合金流变应力的大小受变形温度、应变速率的强烈影响,它随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,说明该合金足一个正应变速率敏感的材料.该合金高温流变应力σ可采用Zener-Hollomon参数的函数来描述,函数表达式中参数A,a和n的值分别为3.97×1011s-1、0.011MPa-1、9.16;其热变形激活能Q为143.89kJ/mol.     

6061铝合金高温流变行为

利用Gleeble-3500热模拟实验机,对6061铝合金在变形温度为350℃、400℃、430℃、460℃、480℃和500℃,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1条件下进行高温压缩实验,得到的真应力-真应变曲线形态基本符合铝合金的热变形力学特征。采用Arrhenius双曲正弦关系描述6061铝合金的高温流变行为,确定其激活能Q=163.4366kJ·mol-1;基于动态材料模型理论绘制6061铝合金热加工图,确定其最佳热加工区域温度为T=420℃~450℃。     

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。