Ti-10.2Mo-4.9Zr-5.5Sn合金热变形行为及本构关系研究

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对Ti-10.2Mo-4.9Zr-5.5Sn合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究其在变形温度为670~820℃,应变速率为0.001~10s~(-1)范围内的热变形行为,并计算了热变形激活能。结果表明,合金的流动应力对变形温度和应变速率较为敏感,变形温度升高和应变速率减小都会使流动应力降低。该合金的热变形激活能高于纯α钛和和纯β钛合金的自扩散激活能;采用多元线性回归方法建立Ti-10.2Mo-4.9Zr-5.5Sn合金的本构模型,经过误差计算,得出该模型的相关系数和平均相对误差分别为0.987 5和4.99%,精度较高。     

Hastelloy G-3合金热变形特性研究

利用变形温度为1050~1200 ℃、应变速率为0.1~10 s-1的恒温热压缩试验系统分析了Hastelloy G-3合金的高温变形特性及变形后的组织特征。对高应变速率下的流动应力进行变形热效应修正,建立了G-3合金热变形过程中峰值应力与变形温度、应变速率关系的本构模型。结果表明：所建立的本构模型在预测G-3合金热变形峰值应力时具有良好的精确度,能够满足工程应用的要求。G-3合金热加工过程的软化机制为动态再结晶,根据热变形后的组织特征确定G-3合金合理的热变形温度为1180~1200 ℃,应变速率为5~10 s-1。     

新型亚稳β钛合金Ti2448的温变形行为及本构模型

采用压缩实验研究应变速率和变形温度对新型亚稳β钛合金Ti2448温变形行为的影响。热模拟压缩实验在Gleeble-3800热模拟机上进行,变形温度为473-673 K,应变速率为0.001-10 s-1,变形程度为45%。结果表明:在高、低应变速率下合金呈现不同的变形特性。低应变速率(0.001-0.1 s-1)下,流动曲线呈现明显的应变硬化特性;在10 s-1的高应变速率下,流动应力在达到饱和后,因温升效应而下降;在673 K变形温度下流动应力因材料内部相变而具有显著的应变速率负敏感性。基于分段外推饱和模型和改进的Voce模型分别构建Ti2448合金在温变形高、低应变速率下的流动应力模型;该模型得到的预测曲线(应力—应变曲线)和实验曲线吻合较好,能够有效预测Ti2448合金在温变形过程中的流动应力,其中,改进的Voce模型能同时较好地描述饱和型和非饱和型应变硬化特性。     

基于BP神经网络的GH5188高温合金本构模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH5188高温合金试样进行热压缩试验,研究其在应变速率为0.001~0.1s^-1和变形温度在1000~1150℃时的热变形行为;建立了基于BP神经网络的本构模型,并验证了所建本构模型的可靠性,最后基于误差计算分析了BP神经网络本构模型的精度。结果表明,温度和应变速率对GH5188合金流变应力的影响明显,随着压缩温度升高和应变速率降低,GH5188合金流变应力明显减小。经定量误差计算分析,BP神经网络本构模型应力预测偏差值在10%以内的数据点占97.92%,BP神经网络模型能准确地预测GH5188高温合金的高温流变应力。     

Ti-2.7Cu合金热变形行为及本构关系研究

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对Ti-2.7Cu合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度740～890℃,应变速率0.001～10 s-1范围内的热变形行为,并计算了热变形激活能,构建激活能图。结果表明,合金的流动应力受变形温度和应变速率影响较大,在高温和低应变速率条件下,流变曲线大多呈现稳态流动特征;该合金的热变形激活能高于纯α钛合金和纯β钛合金的自扩散激活能,在此条件下合金的热变形是由高温扩散以外的过程控制;采用多元线性回归建立Ti-2.7Cu合金本构模型,经过误差计算得出,该模型的预测值偏差在10%和15%以内的数据点分别占87.12%和92.42%,相关系数和平均相对误差分别为0.9860和6.81%,具有良好的精度。     

AZ31镁合金热变形流动应力预测模型

采用近等温单轴压缩实验获得了AZ3l镁合金变形温度为523 723 K,应变速率为0.01—10 s^-1条件下的流动应力,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响规律.结果表明,AZ31镁合金变形过程中发生了动态再结晶,523 K时形成细小组织;而723 K时动态再结晶和长大的晶粒沿径向拉长.考虑实验过程塑性变形功和摩擦功引起的温度升高,在高应变速率条件下采用温度补偿修正了流动应力.在此基础上,建立了基于双曲正弦模型的峰值流动应力和统一本构关系,该模型利用材料参数耦合应变来描述流动应力的应变敏感性,进一步获得了合金热变形过程中流动应力与变形温度、应变速率和应变的定量关系.采用该本构关系模型预测流动应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.976,平均相对误差为5.07%,实验条件范围内预测的流动应力与实验值几乎能保持一致.     

Ti-47%Al合金在热变形下的流动应力本构模型(英文)

通过等温压缩试验,对γ-TiAl基合金(Ti-47%Al合金,摩尔分数)在温度为900～1200℃和应变速率为0.001～0.02s1条件下的变形行为进行研究。研究发现,变形温度、应变速率和应变对该合金的流动应力有很大影响,变形温度越高,应变速率越小,流动应力就越小。利用双曲正弦方程求得该合金的应力指数n为2.6和激活能Q为321.2kJ/mol。运用逐步回归的方法,建立该合金的流动应力模型,并用实验数据对该模型进行评估和验证。表明提出的模型能很好地用来预测该合金在热变形过程中的流动应力和力学性能。     

Ti_2AlNb基合金热变形行为研究

在Gleeble-3500热模拟机上对Ti_2AlNb基合金进行了等温恒应变速率压缩实验,获得了该合金在应变速率为0.01~10 s-1、变形温度为900~1100℃时的流动应力,分析了热变形参数对流动应力的影响规律,计算了该合金的激活能。采用多元线性回归法建立了该合金的本构方程。误差分析表明,该本构方程具有较高的精度,可为Ti_2AlNb基合金在锻造过程中的数值模拟和制定热加工工艺参数提供理论依据。     

镍基高温合金GH4169高温变形流动应力模型研究

镍基高温合金GH4169热模拟压缩实验结果表明:变形温度的升高和应变速率的减小使该合金高温变形时的峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响其进入稳态变形时变形程度的大小.基于高温合金GH4169高温变形时的流动应力特征,运用模糊神经网络理论建立了该合金高温变形时的流动应力模型.计算与实验的流动应力的最大误差为10.18%,平均误差为2.11%,该模型的计算精度明显高于由回归法建立的高温合金GH4169高温变形时的流动应力模型.     

基于PSO-BP算法的Ti-10.2Mo-4.9Zr-5.5Sn合金本构关系研究

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,对Ti-10. 2Mo-4. 9Zr-5. 5Sn合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度943～1093 K,应变速率0. 001～10 s-1范围内的热变形行为,并构建一个层数为3×15×10×1的PSO-BP神经网络结构形式的本构关系模型。结果表明,合金的流变应力对变形温度和应变速率较为敏感,变形温度升高和应变速率减小都会使流变应力降低;在高温和低应变速率条件下,流变曲线大多呈现稳态流动特征,但在应变速率为10 s-1时,流动应力随应变增加呈下降趋势,软化现象较为显著;采用PSO-BP神经网络建立Ti-10. 2Mo-4. 9Zr-5. 5Sn合金本构模型,经过误差计算得出,该模型的相关系数和平均相对误差分别为0. 9892和2. 48%,预测值偏差在10%以内的数据点占91. 59%,具有良好的精度。     

Zr-4合金热变形行为及物理本构模型

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对Zr-4合金试样进行等温恒应变速率压缩实验,对其热变形行为进行分析,综合考虑变形温度对Young's模量和自扩散系数的影响,建立了 Zr-4合金基于应变耦合的物理本构模型.研究结果表明:合金的峰值应力对变形温度和应变速率敏感,峰值应力会随应变速率的增加或变形温度的降低而增大;...     

轧制态ME20M镁合金热拉伸变形行为及加工图

在变形温度为623～773 K,应变速率为0.001～0.1 s~(-1)的条件下,通过INSPEKT Table 100 kN电子万能高温试验机对轧制态ME20M镁合金进行了热拉伸实验,分析了变形温度和应变速率对材料流动应力的影响,建立了热变形条件下的本构模型及加工图。结果表明:随着变形温度的降低和应变速率的升高,轧制态ME20M镁合金的流动应力增加;建立的本构模型预测峰值应力与实验结果吻合较好,平均相对误差为5.19%;考虑应变对本构模型中材料常数影响后的预测应力值与实验值的相关度较高,平均相对误差为6.00%;最佳热加工范围为673～773 K、应变速率0.001～0.01 s~(-1)。     

Ti-48Al-2Nb-2Cr合金热变形行为及本构关系研究

采用Gleeble-1500热力模拟机对铸态Ti-48Al-2Nb-2Cr合金进行高温变形热压缩试验,变形温度范围为1050~1200℃,应变速率范围为0.001~0.1s^-1,压缩变形量为60%。研究该合金高温变形温度和应变速率与流变应力之间的关系,计算了合金激活能,并建立了Ti-48Al-2Nb-2Cr合金的Arrhenius本构模型和多元线性回归的本构模型。结果表明,该合金的激活能随温度升高和应变速率增大而增大;Arrhenius本构模型的相关系数为0.98228,平均相对误差为9.97%,相对误差在10%以内的点只占62.0%;而采用多元线性回归本构模型的相关系数为0.99566,平均相对误差为4.76%,相对误差在10%以内的点占92.6%,本构精度较高。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金高温变形流动应力预测模型

通过高温压缩模拟实验,分析了Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在变形温度为850～1100℃,应变速率为0.01～10 s-1条件下的高温变形力学行为规律,并利用线性回归方法计算了不同温度范围内的应力指数n和变形激活能Q,获得了该合金高温变形力学行为计算模型.结果表明,Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金对变形温度和应变速率非常敏感.在恒温时流动应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率时随变形温度的升高而降低.在850～950℃时,n、Q分别为7.0874和610.463 kJ/mol;而在950～1100℃时,n=4.7324,Q=238.030 kJ/mol,该预测模型的计算值与实测值之间的相对误差分别为6.341%和6.957%.     

抗蠕变Zn-Cu-Cr合金的热压缩流变应力行为

通过Gleeble1500D热模拟机的热压缩实验,研究了Zn-8Cu-0.2Cr合金在应变速率为0.01/s~10/s、温度为230℃~380℃条件下的流变应力行为;采用双曲正弦模型求解材料常数,并采用非线性回归,建立了真应变ε与Q、lnA、n和α之间的关系。结果表明,变形条件对流变应力具有显著的影响,流变应力随应变速率的增大和温度的升高而减小;Q、lnA、n和α可表示为真应变ε的5次指数函数,利用该函数,可以计算任意变形条件下的流变应力,其平均误差为5.9%,该模型能准确反映Zn-8Cu-0.2Cr合金的高温变形力学行为。     

利用本构方程和加工图表征BFe10-1-2白铜合金的热变形行为

为了获得BFe10-1-2白铜合金的合理热变形工艺参数,通过热模拟压缩试验对该合金的高温变形行为进行了研究。试验温度为1023~1273K,应变速率为0.001~10s_-1。通过流变曲线分析、动力学分析及加工图对BFe10-1-2白铜合金的高温变形行为进行了表征,计算出BFe10-1-2白铜合金在热压缩变形过程中的激活能为425.299KJ/mol。通过Zener-Holloman参数以及真应变建立了BFe10-1-2白铜合金的本构方程用以描述该合金的高温流动应力。对计算的流动应力值与试验值进行了对比,结果表明：本构方程可以准确描述该合金的高温流动行为。此外,基于动态模型,建立了BFe10-1-2白铜合金的热加工图,并通过宏观及微观组织分析对加工图的准确性进行了验证。     

7055铝合金高温塑性变形的热模拟研究

采用Gleeble-1500D热模拟机研究了7055铝合金在应变速率为0.01、0.1和1s-1、变形温度为300～450℃,最大真应变为0.7条件下的高温塑性变形行为,分析了合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,计算了合金高温塑性变形时的变形激活能,并观察了合金变形过程中显微组织变化情况。结果表明:合金在热变形过程中流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增加而增大,7055铝合金的高温塑性变形行为可以用包含Zener-Hollomon参数的流变应力方程进行描述。该合金在实验条件范围内热变形以动态回复为主要软化机制并伴随极少量的再结晶发生。     

基于人工神经网络的ZK60镁合金热压缩变形行为

在变形温度为200～400℃、应变速率为0.001～1s-1条件下,对ZK60镁合金进行热压缩实验,建立一个单隐层前馈误差反向传播人工神经网络模型,研究该镁合金的流变行为。模型的输入参数分别为变形温度、应变速率和应变,输出为流变应力,中间隐含层包含23个神经元,并采用Levenberg-Marquardt算法对此网络模型进行训练。结果表明:ZK60镁合金的流变应力随变形温度升高和应变速率降低而减小;其高温压缩流变应力曲线可描述为加工硬化、过渡、软化和稳态流变4个阶段,但在较高温度和较低应变速率时,过渡阶段不很明显;所建神经网络模型可以很好地描述ZK60镁合金的流变应力,其预测值与实验值吻合很好;利用该模型预测的变形温度和应变速率对流变应力的影响结果与一般热加工理论所得结果一致。     

7A52铝合金热加工过程中高温压缩变形行为

采用圆柱试样在Gleeble-1500热模拟机上进行高温压缩变形模拟实验,研究了7A52铝合金在高温塑性变形过程中流变行为。实验结果表明,合金高温压缩变形时的流变应力随变形温度的升高而减小,随变形速率的提高而增大。热变形条件下流变应力σ、应变速率ε.和变形温度T之间满足一定的关系式。研究指出,合金适宜的热加工温度为400℃~420℃。