镍铝青铜切削加工本构模型参数辨识（英文）

镍铝青铜材料因具有较高的强度、耐磨损及优异的抗应力腐蚀特性而广泛用于螺旋桨的制造中。为了建立其在高应变率条件下的本构关系,提出一种切削加工过程中Johnson-Cook模型参数辨识的新方法。该方法综合了SHPB动态压缩实验、可预测切削力模型及直角切削实验。首先,根据SHPB实验得到镍铝青铜在不同应变率和温度下的真实流变应力-应变曲线;然后,建立关于预测流变应力和实验流变应力的目标函数,将SHPB实验辨识的本构参数作为初值,采用PSO算法反演得到最终的本构参数;最后,对可预测切削力模型和有限元仿真获得的切削力进行对比,验证了所辨识参数的准确性。     

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.     

铝青铜合金热变形流变应力特征

采用Gleeble-3500热模拟机进行圆柱体压缩试验,研究了新型铝青铜合金在变形温度为650～950℃、应变速率为0.01～5s-1、真应变为0～0.8条件下的流变应力特征。结果表明:应变速率为0.01和5s-1时,铝青铜合金首先出现加工硬化,流变应力达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复的特征;应变速率为0.1和1s-1时,合金发生了局部动态再结晶;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述新型铝青铜合金热压缩变形时的流变应力行为。     

SiC_P/AZ61复合材料的高温压缩变形本构方程

采用热压缩试验研究了SiC颗粒增强镁基复合材料在应变速率为0.1～10 s-1、变形温度为803～843 K时的热成形性能,并在实验数据分析的基础上根据真应力-真应变曲线,计算出复合材料的本构方程及变形激活能Q。结果表明,复合材料在高温下的流变应力较低,峰值应力与变形温度、应变速率之间的关系在低应力区符合指数关系。该复合材料的激活能随着应变速率的增大而增大。     

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。     

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。     

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。     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

Nb10Zr合金高温变形应变补偿型本构关系模型

通过热压缩试验对Inconel 625合金的热变形行为进行了测试。结果显示真应力-真应变曲线的斜率随着温度的降低和应变速率的升高而增大。这表明温度,应变和应变速率之间通过一种复杂的交互作用共同对应变硬化和再结晶产生影响。用Johnson-Cook模型建立的本构方程由于忽略了这个交互作用而不能很好地预测此合金的应力-应变关系。为此对Johnson-Cook模型做了改进。新的模型考虑了温度,应变和应变速率的交互作用。对比结果表明：修改的Johnson-Cook模型的预测值和实验值符合得很好。     

AZ31镁合金高温变形行为及本构模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机,对AZ31镁合金在变形温度为523～723 K、应变速率为0.01～10.00 s-1、最大变形程度为60%的条件下进行热压缩实验.结果表明,流变应力随应变的增加而显著增大,到达峰值后逐渐降低并趋于稳态,变形呈明显的动态再结晶特征.变形温度和应变速率对流变应力影响显著,本文采用包含Arrheniues项的本构方程来描述AZ31镁合金的高温变形行为.     

7055铝合金高温流变应力特征及本构方程

采用Gleeble-1500热模拟机进行高温等温压缩试验, 研究了7055合金在变形温度为300～450 ℃、应变速率为10-2～10 s-1条件下的流变应力特征.结果表明, 该合金为正应变速率敏感材料,流变应力随应变速率的增加而增大,随温度升高而减小.流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳, 表现出动态回复的特征.通过线性回归分析计算出该材料的应变硬化指数n为5.776 83以及变形激活能Q为146.400 7 kJ/mol, 获得了该合金高温条件下的流变应力本构方程.     

基于应变补偿TC4-DT钛合金高温变形本构模型

通过TC4-DT钛合金在1181~1341 K,0.01~10 s~(-1)条件下热模拟压缩试验,得到其在不同条件下高温变形真应力-真应变曲线。采用回归分析和多项式拟合建立了应变补偿高温变形本构方程。结果表明:各变形条件下的流变应力曲线均呈现应变硬化和流动软化,低温高应变速率特征更明显。当应变速率低于1 s~(-1)时,预测值与实验值吻合程度较高,相关系数和平均相对误差绝对值分别为0.9952和5.78%,此修正模型可作为TC4-DT钛合金高温变形本构方程。     

NiTi合金高温变形本构关系的神经网络模型

以压缩试验所得数据为基础,根据BP人工神经网络算法原理,建立了Ti-50.5Ni合金高温压缩变形真应力与真应变、应变速率和变形温度关系的预测模型.结果表明,BP神经网络用于Ti-50.5Ni合金高温压缩变形本构关系建模是可行的,拟合度可达到1.3%,较好地反映了实际变形过程的特征,可弥补传统回归模型不能反应变形全过程的局限性,并消除实验过程中实际温度偏离设定温度所带来的样本误差及其对模型准确度的影响.     

U720Li合金高温变形行为及变形机理研究

对U720Li合金的高温变形行为进行了系统的研究。通过对该合金高温变形过程中力学行为特征及组织演变规律的分析与计算,得出了不同应变速率、不同变形温度下应变速率敏感性指数m值、变形激活能Q值和晶粒指数P值的变化规律。分别绘制动态材料模型热加工图及包含位错数量的U720Li合金高温变形机理图。应用动态DMM热加工图分析了合金的适合加工区间。运用U720Li合金高温变形机理图,根据不同温度下U720Li合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸、模量补偿的应力值预报了该合金的高温变形机理。     

6063铝合金半固态变形本构模型研究

采用Gleeble3800热模拟试验机,对近液相线半连续铸造方法制备的6063铝合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验,变形温度为888～903K,应变速率为0.1～5.0s-1,研究了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。变形温度和应变速率对峰值应力的影响较稳态应力显著。合金触变压缩流变应力的双曲正弦对数项与热力学温度倒数之间满足线性关系,流变应力与流变速率之间满足双曲正弦关系式。以半固态触变压缩试验结果为基础,建立了6063铝合金的半固态本构关系:σ=e(35.3183-0.03651T)ε-0.07075ε0.05982,通过计算结果与试验结果的比较可知,该模型具有较高的精度。     

High Temperature Plastic Deformation Constitutive Equation of a New Alloy for Piston Ring

Metals and Materials International - Hot compression tests of a new CrMoV alloy for piston ring are conducted by Gleeble-3800 thermal mechanical simulation tester at the temperature of 950, 1000,...     

退火对镍铝青铜合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度测试等方法研究了退火工艺对镍铝青铜合金组织和性能的影响.结果表明:经1020℃×16h均匀化退火后,镍铝青铜铸态组织中的粗大枝晶消失;锻造后发生了显著的再结晶,并有NiAl和FeAl相析出,再经950℃×1h退火获得了细小均匀的显微组织,有利于合金的后续加工.