GH3028镍基合金的热变形动态再结晶及微观组织演变

目的 研究GH3028镍基合金动态再结晶过程中的晶粒尺寸变化情况,明晰微观组织形貌的演变规律。方法 利用DST3000PC型动态热模拟实验机,在温度为1 050～1 300℃、应变速率为1×10^-3～1×10^-1 s^-1、最大应变量为58%的条件下对GH3028镍基合金进行热压缩实验,通过构建动态再结晶和晶粒尺寸演变数值计算模型并结合实验进行验证。结果 峰值应力随温度的上升而有所下降,在1050～1300℃温度范围内,温度越高,合金试样越容易趋于稳态,动态再结晶特点越为明显。通过对实验数据进行优化和拟合,根据峰值应力值计算出热变形激活能Q为516 kJ/mol,进而求解出热变形方程。建立动态再结晶模型及晶粒尺寸模型,观察动态再结晶过程中的微观组织,发现当温度、应变速率不变时,动态再结晶的体积分数随应变量的增大而增大。温度的提升会显著增大动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸。晶粒尺寸受温度和应变速率的双重影响逐渐趋于稳态变化。结论 通过对模型预测值与实际实验数据进行对比,发现该模型可以实现对晶粒尺寸变化的预测,模型预测平...     

ZK60和Al18B4O33w/ZK60高温压缩流变应力行为的研究

为了分析ZK60镁合金和Al18B4O33w/ZK60复合材料的高温热变形行为,研究其高温流变应力与应变速率、变形温度之间的关系和组织情况,确定其应变速率敏感指数m和表观激活能Q.利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在变形量为60%和不同温度、不同应变速率的条件下对其进行高温热压缩变形.研究表明:在温度为573～673 K和应变速率为0.001～0.1 s-1范围内,镁合金的应变速率敏感指数m值为0.14,复合材料的m值为0.12;合金的表观激活能Q值为226～254 kJ/mol;复合材料的Q值为254～283 kJ/mol.     

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶

使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s^-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s^-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×10²·Z^-0.1628。     

GH4169合金Delta工艺中的变形行为和微观组织演变

在950-1010℃用GH4169合金的Delta工艺进行应变速率为0.005-0.1 s-1的等温恒应变速率压缩实验,系统研究了δ相对合金热变形行为和微观组织演变的影响。结果表明:初始δ相含量分别为0、3.65%和8.14%的GH4169合金的真应力–真应变曲线均为具有单峰特征的曲线,其本构方程均满足双曲正弦函数,变形激活能分别为441.3、445.8和487.7 kJ/mol;3种合金在热变形过程中的主要软化机制均为动态再结晶;在相同变形条件下,随着δ相含量的增加,动态再结晶临界应变显著降低,再结晶晶粒尺寸减小,再结晶体积分数增大;其中固溶态合金的再结晶形核方式主要为基体γ相的晶界弓弯形核,而预析出δ相的合金中δ相与基体γ相的相界也是再结晶形核的有利位置。由此可见,δ相的存在能促进动态再结晶的发生。     

AA7085铝合金动态再结晶临界条件研究

在250~450℃的温度范围和0.01~10s-1的变形速率范围内对AA7085超高强铝合金进行了单向热压缩模拟实验,研究了其热变形行为以及动态再结晶的临界条件。研究表明,AA7085铝合金其流变应力随着变形温度的升高和变形速率的下降而降低,其变形激活能较低,为175kJ/mol,有利于进行热塑性加工,高于纯铝的自扩散激活能(165kJ/mol),材料内部发生了动态再结晶;其临界应变随着变形温度的上升而减小,随着变形速率的增加而增加,根据热力学不可逆性原理,获得了AA7085铝合金的动态再结晶的临界条件,并分析了热变形过程中的组织变化规律。     

GH4706合金的热变形行为与显微组织演化

在Gleeble 3800热模拟试验机上进行GH4706合金的热压缩实验,研究了变形温度为900～1150℃、应变速率为0.001～1s-1范围内合金的热变形行为.结果表明:GH4706合金的真应力真应变曲线呈现出流变软化特征,随变形温度增加或应变速率减小,峰值应力逐渐降低,峰值应变逐渐减小.合金的本构关系可由双曲正弦函数描述,变形激活能为435.36kJ/mol,应力指数为4.13.合金的显微组织演化机制与Z参数密切相关,高Z值条件下主要发生动态回复,低Z值条件下主要发生动态再结晶与再结晶晶粒粗化.GH4706合金发生完全动态再结晶且不发生晶粒粗化的临界lnZ值为35.     

Zr–2.5Nb合金热变形行为研究

目的 研究Zr–2.5Nb合金热压缩后的应力–应变关系和合金变形激活能。方法 对Zr–2.5Nb进行高温压缩试验,分析变形条件(温度和应变速率)对该合金热变形行为的影响,研究高温压缩过程中Zr–2.5Nb合金的显微组织变化,并基于Arrhenius公式分析其变形激活能。结果 在低温、高应变速率条件下,Zr–2.5Nb合金应力由峰值快速降低直至达到稳态;在高温和低应变速率下,该合金的应力–应变曲线呈现动态再结晶特征,合金平均变形激活能为468.962 kJ/mol,硬化指数为5.41。结论 在850~1 000 ℃下进行不同应变速率的热压缩变形时,高温低应变速率有利于Zr–2.5Nb动态再结晶的发生;同一温度条件下,低应变速率时合金变形激活能较小,有利于Zr–2.5Nb合金发生塑性变形。     

Al-3%Cu-2%Li合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟仪上进行热压缩实验,研究了变形温度为350~500℃,应变速率为0.001,0.01,0.1和1s-1时Al-3%Cu-2%Li合金的热变形行为。利用双曲正弦本构关系分析热变形中的流变应力,采用金相分析热变形中合金的显微组织变化。结果表明,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,该合金高温流变应力可采用Zener-Hollomon参数的函数来描述,其热变形激活能为325.48kJ/mol。     

β21S钛合金高温变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0.01～1s-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型.结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211.04kJ/mol和4.0129.     

ZK60镁合金的热压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在温度250～400℃、应变速率0.001～1s-1、最大变形程度105%的条件下对ZK60镁合金进行了高温压缩模拟实验研究。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,计算了变形激活能和应力指数,并观察了热压缩变形过程中组织的变化。结果表明,合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而减小;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为63～130kJ/mol,应力指数为2.78～3.79;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒的平均尺寸减小。     

AZ31镁合金热变形特性研究

通过MTS试验机进行等温压缩实验,变形温度范围473～623 K、应变速率范围0.001～1 s-1,研究了AZ31镁合金的流变应力行为及其微观组织的演变规律.结果表明,变形温度、应变速率与峰值应力之间的相互关系可用指数模型来描述,其激活能约为138.13kJ/mol,而动态再结晶则是该合金在热变形过程中的主要软化机制和晶粒细化手段.     

新型奥氏体耐热钢CHDG-A的动态再结晶行为及其动力学模型

进行新型奥氏体耐热钢(CHDG-A)的热压缩实验,研究了在900~1100℃、应变速率为0.01-10 s^-1条件下这种钢的热变形特征。结果表明:随着变形温度的提高或应变速率的降低这种钢的流变应力显著降低。基于Arrhenius模型构建了这种材料的本构方程,得到CHDG-A热变形激活能Q为515.618 kJ/mol。微观组织分析结果表明,动态再结晶(DRX)是该材料在实验热变形条件下最主要的软化方式,DRX形核主要通过晶界弓出,变形温度的升高和应变速率降低均有利于再结晶形核。基于真应力-应变曲线求得动态再结晶用Z参数表示的峰值和临界值(σ_p、ε_p、σ_c和ε_c),并确定了ε_c/ε_p,σ_c/σ_p的比值分别为0.52和0.98。同时,还基于Avrami方程建立了CHDG-A的DRX动力学模型。     

轧制态7A60铝合金的热压缩显微组织及流变行为

对轧制态7A60铝合金在应变速率为0.1~0.01s-1、变形温度为250~350℃条件下热压缩的显微组织特征和流变应力进行实验研究。结果表明:随着应变速率的降低和温度的升高,材料的各向异性减弱,均匀性增强,晶粒发生明显粗化;在热变形的过程中该合金的主要软化机制为动态回复和动态再结晶,峰值应力随应变速率的增加而增大,随温度的升高而降低,在应变速率为0.01s-1时发生了明显的非连续动态再结晶行为。合金热变形的流变应力行为可用双曲正弦函数来表示,其热激活能为438.981kJ/mol。     

基于本构分析的中碳钒微合金钢热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机对一种中碳钒微合金钢在变形温度900~1 100℃、应变速率0.01~10 s-1条件下的热变形行为进行研究.分别建立了实验钢的幂律、指数和双曲正弦本构方程,观察了实验钢在不同变形条件下的显微组织,得出了实验钢的动态再结晶稳态晶粒尺寸和峰值应变与Zener-Hollomon参数的关系.结果表明:双曲正弦本构方程具有最高的拟合精度;实验钢热变形激活能Q为273.225 kJ/mol,与奥氏体的自扩散激活能(270 kJ/mol)十分接近,说明实验钢在此变形条件下的速率控制机制是扩散控制的位错攀移;显微组织观察表明,实验钢的动态再结晶行为受变形温度和应变速率的影响;拟合得出实验钢的动态再结晶稳态晶粒尺寸(Ds)和峰值应变与Z参数的关系为ln Ds=-0.200 31ln Z+7.941 65和lnεp=0.184 56ln Z-5.373 83.     

NiPt15合金热变形行为及微观组织演变规律

本研究采用Gleeble-3500热模拟机对NiPt15合金高温热变形过程进行研究,设定NiPt15合金变形温度为950～1150℃,变形速率为0.01～3 s-1.通过分析热变形过程中NiPt15合金在不同条件下的真应力-应变曲线,建立了双曲正弦型Arrhenius本构关系模型,并拟合模型各参数对合金变形量的依赖性.通过对热变形组织及显微硬度的表征,研究试样各区域热变形组织的差异,分析温度、变形速率、lnZ对动态再结晶及材料维氏硬度的影响.结果表明:NiPt15合金真应力-应变曲线包括三种不同变化趋势,各变形速率下对应的趋势变化临界温度值不同;应变激活能不大于476.85 kJ/mol;升高温度并且降低变形速率能提高再结晶比例至完全动态再结晶,形核机制为非连续性动态再结晶,主要以晶界弓出和反复生成孪晶为再结晶晶粒提供形核位置;当lnZ小于38.89时,晶粒尺寸与lnZ呈负相关性,当lnZ大于38.89时,晶粒尺寸与lnZ关系不明显;硬度与lnZ在本次实验条件下呈正相关性.     

23CrNi3Mo钢动态再结晶行为和组织演变研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行单道次热压缩变形,通过控制变形温度(900,950,1 000,1 050℃)和应变速率(0.01,0.1和1 s-1)研究了23CrNi3Mo钢的动态再结晶行为,分析了变形温度、应变速率对动态再结晶行为和组织演变的影响.结果表明:23CrNi3Mo钢动态再结晶的再结晶激活能为293.23 kJ/mol;采用θ-σ模型较精确地获得了发生动态再结晶的临界应变与峰值应变,并确定了其平均比值εc/εp=0.63;确定了材料常数和热变形本构方程.通过对热模拟实验数据的分析和显微组织观察,建立了不同变形条件下动态再结晶模型和晶粒尺寸模型.     

β21S钛合金高温变形行为研究EI北大核心

在Gleeble-1500热模拟试验机上对β21S钛合金进行了高温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度为750～1100℃,应变速率为0．01～1s^-1条件下的流变应力及微观组织变化规律,计算了变形激活能及应力指数,并给出了流变应力的计算模型。结果表明：合金的流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率下,其应力水平随温度的升高而降低;在较低温度和高应变速率变形时,合金仅发生回复现象,随着温度的升高和应变速率的降低,有部分再结晶发生且再结晶程度逐渐增大;计算得出实验条件下的变形激活能和应力指数分别为211．04kJ／mol和4．0129。     

ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形和加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对ZK60和ZK60-1.0Er镁合金进行了热压缩实验,分析了合金在温度为160~420℃,应变速率为0.0001~1.0s-1条件下的流变应力变化特征。结果表明:两种镁合金在热压缩过程中的流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,在流变应力达到峰值后随即进入稳态流变;稀土Er的加入使得平均变形激活能珚Q值由183kJ/mol降到153kJ/mol,应力指数n值由6提高到8;发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度升高和应变速率降低而降低,在420℃/1.0s-1高温高应变速率时,稀土Er的加入使得ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力值σc由76MPa降到50MPa。通过动态模型构建热加工图并结合金相组织观察可知:稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金的热加工失稳区,增加了热加工安全区的功率耗散效率峰值η_(max),由35%增大到45%,促进了动态再结晶晶粒的形核,但抑制了再结晶晶粒的长大。     

含钪Al-Zn-Mg合金的热变形行为和显微组织EI北大核心CSCD

采用Gleeble-1500热模拟试验机对含钪Al-Zn-Mg合金进行热压缩实验,研究了合金在不同热压缩条件下的热变形行为和显微组织。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其热变形激活能为150.25kJ/mol。在变形温度为380℃,应变速率为1s-1条件下,合金组织中存在大量的位错墙,表明发生了动态回复现象。随着变形温度的升高,当温度为500℃时,合金中出现了再结晶晶粒,说明主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。     

车身用22MnB5超高强热成形钢的热变形行为及热加工图

为确定22MnB5硼钢的热成形工艺，采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行热模拟拉伸实验，变形温度为773～1 223 K,应变速率为0.01～10 s^-1。结果表明：22MnB5硼钢具有较强的正应变速率敏感性，其峰值应力随变形温度的升高而减小；除773 K/0.01 s^-1外，硼钢的流变应力随应变的增大逐渐增大，当达到峰值后趋于稳定；采用Arrhenius双曲正弦函数模型建立了硼钢的力学本构方程，确定了峰值应力下的热变形激活能Q为26.54～53.77 kJ/mol,其值随应变速率的增加先增大后减小，随变形温度的升高先减小后增大；基于动态材料模型构建了峰值应力下的硼钢热加工图，其热成形显微组织与变形温度和应变速率密切相关。基于此，确定了硼钢的热加工工艺：成形温度988～1 058 K、应变速率0.01～0.1 s^-1;成形温度1 143～1 223 K、应变速率0.01～0.02 s^-1。