C276合金高温拉伸变形的本构方程

采用电子材料试验机,研究C276高温合金在变形温度650℃～750℃、拉伸速度0.35mm/min～35mm/min条件下的高温拉伸变形行为,分析了变形温度、应变速率对C276合金变形行为的作用及影响规律。结果表明,变形温度和应变速率对合金流变应力有显著影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。在变形温度700℃、拉伸速度0.35mm/min和3.5mm/min时,曲线呈现出明显的稳态流变应力特征,合金变形机制以动态回复为主;在变形温度750℃时,随着应变量的增加,合金内发生动态再结晶。利用Zener-Hollomon参数建立了C276合金的变形抗力模型,求得变形激活能为327.66kJ/mol。为C276合金的热加工工艺制定,提供了理论和试验的依据。     

Zr含量对Cu-Ni-Si-Co-Zr合金热变形行为的影响

利用Gleeble-1500数控动态力学模拟试验机对Cu-Ni-Si-Co-Zr合金进行了热压缩试验,研究了合金在应变速率为0.01～10 s^-1,变形温度为600～900℃,总压缩应变量为50%条件下的热变形行为,并研究了Zr含量对Cu-Ni-Si-Co-Zr合金热变形行为的影响。建立了Cu-1.52Ni-0.65Si-1.02Co-0.036Zr、Cu-1.55Ni-0.50Si-1.30Co-0.084Zr和Cu-1.56Ni-0.62Si-1.06Co-0.19Zr三种合金的本构方程。结果表明：合金的峰值应力随应变速率的增加和变形温度的降低而升高,并且Zr含量的增加能够提高合金的流变应力;基于Arrhenius双曲正弦本构关系得到了合金的峰值流变应力本构方程,计算结果表明Zr含量的增加能够提高合金的热激活能;对合金的微观组织进行观察与分析表明Zr含量的增加延缓了Cu-Ni-Si-Co-Zr合金的动态再结晶过程,使其在更高温度下发生。     

Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金在热压缩变形中的流变应力行为

采用Gleebe-1500D热压缩模拟试验机在变形温度350℃~500℃、应变速率0.001s-1~5s-1的条件下对Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金进行热压缩实验,研究该合金在热塑性变形条件下的流变应力行为,并建立热变形时的本构方程。研究结果表明,随着应变速率的增加、变形温度的降低,合金的流变应力增加,为正应变速率敏感性材料;采用Znenr-Hollomon参数双曲正弦形式对合金高温塑性变形时的流变应力行为进行描述,流变应力σ解析表达式中材料常数A,σ,n分别为1.81×1019s-1,0.024MPa-1和6.37,合金的平均热变形激活能Q为308.61kJ·mol-1。     

纯铜的高温变形行为

利用Gleeb le-1500热力模拟试验机,在温度为650-950℃、应变速率为0.01-5 s-1、总应变量0.7的条件下,对纯Cu高温塑性变形过程中的动态再结晶行为进行了研究和分析。试验结果表明：纯铜高温流动应力-应变曲线主要以动态回复和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;在真应力-应变曲线基础上,建立的纯铜高温变形本构方程较好地表征了其高温流变特性。     

锻态C-276镍基合金热变形行为及热加工图

为研究锻态C-276镍基合金的热变形行为,采用Gleeble-3180D热模拟试验机对该合金在变形温度950～1200℃以及应变速率0.01～10 s^-1条件下进行一系列热压缩实验。结果表明,合金的流变应力曲线都呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低。根据Arrhenius模型构建该合金峰值应力下的本构方程,得出合金的变形激活能为510.484 kJ/mol。依据材料动态模型绘制合金在0.6应变下的热加工图,并结合组织分析提出该合金最优的热加工参数为(1100℃,0.01 s^-1)以及(1150℃,0.01～1 s^-1)。另外,合金的组织变化规律表明,温度的增加或应变速率的降低能够促进合金的动态再结晶晶粒的形核与长大。     

Al—Cu—Mg—Ag合金热变形本构方程模型

在Gleeble-1500热模拟机上进行高温等温压缩试验,研究了Al-Cu-Mg-Ag合金在变形温度为300～500 ℃、应变速率为0.01～10.00 s-1条件下的流变变形行为,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金热变形本构方程.结果表明,流变应力随温度的降低、应变速率的提高而增大,在应变速率小于10.00 s-1的条件下,流变应力随应变增加而迅速增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;在应变速率为10.00 s-1,温度大于300 ℃的条件下,应力达到峰值后逐渐下降,并出现锯齿波动现象,表明合金发生了局部动态再结晶;Al-Cu-Mg-Ag合金高温变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为160.08 kJ/mol.     

Mg-Zn-Cu-Zr镁合金的热变形行为和加工图(英文)

在温度523～673K,应变率0.001～1s-1条件下,使用Gleeble3800热模拟机研究一种新的四元Mg-6Zn-1.5Cu-0.5Zr合金的变形行为。结果表明,流变应力随着变形温度的升高或随着应变率的下降而减小。采用依赖于应变的本构方程和前馈反向传播人工神经网络来预测流变应力,其结果与实验数据吻合很好。热加工图表明,对于经T4处理的Mg-6Zn-1.5Cu-0.5Zr合金的热加工,其最佳工作条件为温度643～673K,应变速率0.001～0.01s-1。     

GH625合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了GH625高温合金在应变速率为0.001～1 s-1、变形温度为1223～1373 K条件下的热变形行为。结果表明:当变形温度一定时,随应变速率的升高,合金的峰值应力σp和稳态流动应力σs及对应的应变εp和εs均升高;当变形速率一定时,随变形温度的升高,σp和σs以及εs均降低,但εp基本保持不变。GH625合金在热压缩变形过程中应变速率的降低和变形温度的升高均有利于动态再结晶的发生;根据应力-应变曲线,通过线性回归获得GH625合金的本构方程。     

Hot deformation behavior of Hastelly C276 superalloy

Hot tensile behavior of C276 superalloy was studied in the deformation temperature range of 650–750 °C with the strain rate range of 0.35–35 mm/s. The results show that deformation temperature and strain rate both have significant influence on the flow stress. The flow stress decreases with the increase of deformation temperature, while increases with the increase of strain rate. The deformation of C276 superalloy exhibits dynamic recovery feature in the case of deformation temperature of 700 °C. However, when the deformation temperature increases to 750 °C, dynamic recrystallization behavior may occur. The flow stress of C276 alloy during hot deformation process can be characterized by Zener-Hollomon parameter including the Arrhenius term and the deformation activation energy is 327.66 kJ/mol. Therefore, a scientific basis is provided for the reasonable choice of processing parameters of C276 superalloy.     

两种冶炼工艺下A286高温合金的热变形行为

为了探究真空感应+真空自耗(VIM+VAR)和电炉+精炼+真空自耗(EAF+LF+VAR)两种工艺冶炼A286高温合金的热变形行为,利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度950~1150 ℃和应变速率0.01~10 s^-1范围内进行热压缩试验。基于摩擦和绝热加热修正后的真应力-真应变曲线和应变硬化率曲线建立了A286合金的Arrhenius本构方程,确定了VIM+VAR合金和EAF+LF+VAR合金的热激活能分别为358.15和372.54 kJ·mol^-1。利用临界应变和动态再结晶体积分数50%应变引入动态再结晶速度参数k_v,建立新的动态再结晶模型。采用Prasad 准则绘制两种钢在应变0.2、0.5和0.9下的热加工图,并结合组织分析,确定VIM+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~10 s^-1;EAF+LF+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~3 s^-1,得出VIM+VAR合金的热加工区间较宽,其热加工性能优于EAF+LF+VAR合金。     

热等静压态FGH96合金的热压缩变形行为和微观组织演化(英文)

通过热压缩实验研究热等静压态FGH96合金的热变形行为和微观组织演化过程。基于Gleeble-1500,在1000~1150°C和0.001~1.0s-1的条件下进行热压缩实验。对应力—应变数据进行拟合分析,建立FGH96合金的双曲正弦函数形式的本构关系,其形变热激活能为693.21kJ/mol。对各变形条件下的FGH96合金的组织分析表明:在1100°C以上和以下分别发生完全和部分动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶更容易发生。建立FGH96合金在热加工过程中的动态再结晶的动力学方程和晶粒尺寸演化方程。     

IN690高温热变形本构关系

使用Gleeble-3800型热加工模拟实验机,在温度1000~1200℃、应变速率1~80 s-1、最大变形程度为70%的条件下对IN690高温合金的流动应力进行高温等应变压缩实验。分析了流动应力与工艺参数之间的关系,并基于Arrhenius方程对所得的实验数据进行处理,构建出了该材料的本构关系方程。误差分析结果表明,该本构方程最大相对误差为18.1%,平均相对误差为8.2%,具有较好的精度,可适用于实际应用。同时通过线性回归的方法计算出该材料的应变激活能、应力指数等数值,为IN690高温合金数值模拟提供参考。     

铜/铝复合带的高温变形行为

研究了铜/铝冷轧复合带在应变速率为0.0006～0.02 s-1、变形温度为400～500℃热压条件下的高温变形行为,分析了变形程度、变形温度和变形速率对变形抗力的影响,并在试验数据基础上建立了铜/铝复合带稳态流变应力的本构方程,计算值与实测数据之间具有较好的拟合性,可指导铜/铝复合带热加工工艺参数的选择。     

锻态GH4742合金的热变形行为及组织性能演变

利用单道次等温压缩实验获得了锻态GH4742合金在变形温度为 1020~1150 ℃、应变速率为0.001~1 s_^-1、真应变为0.65时的真应力-应变曲线,构建了GH4742合金的热变形本构方程和热加工图,并采用SEM、EBSD等研究了热变形过程中微观亚结构以及γ′相的演变规律,建立了变形工艺条件-组织形态差异-性能变化之间的关联性。结果表明：合金的组织性能演化机制与Z参数密切相关,1080 ℃低温变形时,应变速率由0.001 s_^-1增加至1 s_^-1后,lnZ值由75.6增加至82.6,热效应增强,小角度晶界比例降低,动态再结晶比例增加,组织发生细化,基体硬度增加;1110 ℃高温变形时,随着应变速率增加,lnZ值由74增加至78.5,位错滑移和晶界迁移减缓,小角度晶界比例增加,动态再结晶比例降低,加工硬化程度增加,基体硬度增加。GH4742合金不发生动态再结晶晶粒粗化的临界lnZ值为73。结合热加工图和变形组织分析得出锻态GH4742合金良好的加工区域为变形温度1110～1150 ℃、应变速率0.01～0.1s_^-1。     

Delta工艺Inconel 718合金热变形条件下的流变行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上对Delta工艺Inconel 718合金进行高温压缩实验,研究其高温压缩变形的流变应力行为。结果表明:δ相时效态Inconel 718合金在本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降低和变形温度的升高而减小,动态再结晶是合金重要的软化机制。δ相时效态Inconel 718合金的热变形激活能为497.407 kJ/mol,高温压缩峰值流变应力与变形温度和应变速率的关系可用双曲正弦函数表示。     

GH742合金热变形行为与微观组织演化

在MTS热模拟实验机上采用等温压缩实验的方法研究了GH742合金热塑性变形行为,获得了合金在温度为950—1150℃、应变速率为0．001—1s^-1的热加工变形条件范围内的流变应力数据,并对合金变形过程中的组织演变过程进行了分析．结果表明,当合金在1075℃以上的单相区内变形时具有低的流变应力,合金的表观激活能接近晶界扩散激活能,变形行为受再结晶晶界迁移过程的控制,易于获得充分动态再结晶组织．在两相区内,GH742合金具有高的表观激活能,随着变形温度的下降和应变速率的增大,流变应力大幅度升高,同时动态再结晶过程受到抑制．在单相区与两相区交界温度范围内,流变应力出现台阶式突变,同时表观激活能大幅度升高,由于应变诱导析出γ’相抑制了再结晶晶界的迁移,再结晶晶粒直径随变形量的增加而大幅度减小,从而使微观组织得到有效的细化．