Mg-Zn-Zr-Y合金高温塑性变形本构模型及流变行为预测

采用Gleeble热力模拟试验机对Mg-Zn-Zr-Y合金进行了高温压缩变形实验,分析了合金在变形温度为573~723K、应变速率为0.001~1 s-1范围内的流变行为。结果表明,热变形条件对流变特征和流变应力影响显著,流变曲线呈现"饱和非线性"和"正偏态分布"2种特征,应力水平随着变形温度的降低和应变速率的增大而提高。基于Arrhenius和Zener-Holloman方程,线性拟合确定了合金的表观变形激活能(Q=152.307 k J·mol~(-1))和应力指数(n=5.521)等参数,建立了描述塑性流变行为的本构方程。结果显示,该本构模型数值计算出的流变应力理论值与实验结果的吻合程度依赖于热变形条件的取值范围,与"饱和非线性"稳态流变特征的塑性变形行为基本吻合;而与加工硬化突出的"正偏态分布"流变行为存在一定偏差,引起理论峰值应变前移,但峰值应力水平仍基本符合。表明该本构模型在Mg-Zn-Zr-Y合金中表现出较好的实用性,尤其适用描述高变形温度(623 K)和低应变速率(0.01 s~(–1))下稳态塑性变形行为。     

箱型梁焊接变形和应力三维数值模拟

利用有限元分析手段模拟箱型梁结构吊臂的焊接过程,得到吊臂的焊后变形和残余应力分布,采用Metra SCAN激光扫描和盲孔法进行试验验证。结果表明:整体变形趋势为向内收缩,焊缝位置附近上翘变形,峰值位置位于起收弧位置,最大变形量1.66 mm;焊缝位置附近残余应力大,应力峰值为459.9 MPa。模拟结果与试验结果误差控制在0.5 mm以内,仿真结果与盲孔法测量结果吻合较好,误差为26.1%,满足工程应用要求,证明了模拟结果的准确性。     

2205双相不锈钢的高温变形行为

利用Gleeble-3800热力模拟试验机在温度为1223-1523 K, 应变速率为0.01-10 s^-1的条件下进行了2205双相不锈钢热压缩变形实验, 测定了真应力-真应变曲线, 分析了变形组织. 结果表明: 奥氏体分布在随温度升高而含量增加的铁素体基体上, 升高温度和降低应变速率可促进奥氏体发生动态再结晶. 基于热变形方程计算得到了热变形激活能Q=451 kJ/mol, 表观应力指数n=4.026. 真应力-真应变曲线存在的“类屈服平台”效应与Z参数有关, 随着Z参数的减小而逐渐增强. 基于简化应力函数的ln Z与σ_p之间的线性关系在临界点(ln Z_c=38.18)发生偏移;峰值应力与温度及应变速率的关系可表示为: σ_p=20.6lnε+1118002/T-266.8(ln Z>38.18); σ_p=9.1lnε+493874/T-701.9(ln Z≦38.18)     

ZK60及ZK60 (0.9Y)镁合金高温变形行为的热模拟研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行压缩试验,研究ZK60和ZK60(0.9Y)镁合金在变形温度为473～723K、应变速率为0.001～1s-1范围内的变形行为,计算了应力指数和变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建了合金高温塑性变形的本构关系。结果表明:在试验变形条件范围内,合金的真应力-真应变曲线为动态再结晶型;在573～723K范围内,应力指数随着变形温度的升高而增加,变形激活能随着变形温度和应变速率的改变而变化。对比ZK60合金,ZK60(0.9Y)合金的变形激活能降低了30%,且材料常数n和A值均降低。     

Mg-7.0Al-0.2Zn合金的超塑性及其变形机制

研究不具有典型细晶组织的挤压态Mg-7.0Al-0.2Zn(AZ70)合金的超塑性及其变形机制。结果表明:AZ70镁合金具有良好的超塑性变形行为。在380℃及1×10-3s-1的最佳变形条件下,最大伸长率为191.5%。380℃时具有良好的高应变速率(1×10-2s-1)超塑性变形能力,伸长率为161.5%。晶粒尺寸随温度的升高与应变速率的降低而增大。超塑性变形是以晶界滑移为主,表现为变形过程中晶粒组织基本保持等轴,且孔洞沿晶界形成并长大。同时孔洞的长大及连接导致最终断裂,断口形貌显示为典型的韧窝断裂特征。     

Co对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变特性的影响

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪及拉伸试验研究了Co对Ti-49.8Ni(at%,下同)形状记忆合金相变和形变特性的影响。结果表明,中温退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A—母相,R—R相,M—马氏体相);随退火温度升高,该合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低;该合金室温相组成为马氏体,具有形状记忆效应(SME)。用1%Co置换等量Ti后所得Ti-49.8Ni-1Co合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→R→A,相变温度低,室温组成相为母相A,具有超弹性(SE)特性。退火温度低于600℃时,Ti-Ni基合金的SME和SE特性良好,退火温度超过600℃后,合金氧化加剧,SME和SE特性变差,塑性显著提高。     

大塑性变形Ag-20Cu复合丝材各相变形特征

采用包覆法制备了Ag-20Cu(体积分数,%,下同)复合材料初始锭坯,热挤压成复合线材,再通过冷拉拔大变形制得Ag-20Cu复合丝。分别测量了不同真应变η下复合丝材的力学性能;通过扫描电镜测量不同真应变η下Ag和Cu两相尺寸变化,观察了其断裂形貌。通过上述实验研究了变形过程中Ag-20Cu复合材料的各相变形特征。研究结果表明:变形过程中,由于复合材料各组成相的力学性能不同,Ag和Cu两相发生协调变形,且不同变形阶段两相的协调变形方式不同;由于各相在变形过程中存在不同程度的加工硬化和回复,不同的变形阶段,复合材料的性能变化趋势不同,各相对复合材料性能的影响也不相同。     

Q235钢滚珠滚压表面变形分布规律及微观组织演变

提出一种新的复合组织制备工艺方法,即首先通过对板坯采取滚珠滚压的方法来实现其表面塑性变形,随后对板坯进行再结晶退火细化表面微观组织。采用有限元法对Q235坯料的滚珠滚压工艺进行数值模拟,得出了表面应变的分布规律,并且对滚压后及再结晶退火后的金相组织进行了观察。结果表明:滚珠滚压工艺能够实现板坯的表面塑性变形,辅以后继的再结晶退火工艺可以获得表面细晶组织和心部粗晶组织的复合组织。     

TiAl基合金的高温塑性变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为10~(-3)～10~0 s~(-1)的变形条件下,研究Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(摩尔分数,%)合金的热变形行为.利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析合金在不同变形条件下的组织演化规律.结果表明:流变应力随着应变速率提高和变形温度降低而增大;在变形过程中,流变应力随着变形量增大而增大,当流变应力达到峰值后趋于平稳,表明合金在变形过程中发生了动态再结晶;热变形过程的流变应力可采用双曲正弦本构关系来描述,平均激活能为337.75 kJ/mol;从合金的组织演化过程中可以看出,合金中不均匀的原始组织得到明显均匀化,变形后的组织是由α_2/γ层片晶团和γ晶粒组成的双态组织,在α_2/γ层片晶团和γ晶粒的晶界交界处发现分布均匀的B_2相,并且随着变形温度升高B_2相数量逐渐减少.     

Numerical and physical simulation of new SPD method combining extrusion and equal channel angular pressing for AZ31 magnesium alloy

A new serve plastic deformation(SPD) including initial forward extrusion and subsequent shearing process(ES) was proposed.The influence of the ES forming on the grain refinement of the microstructure was researched.The components of ES forming die were manufactured and installed to Gleeble1500D thermo-mechanical simulator.The microstructure observations were carried out on the as-extruded rods(as-received) and ES formed rods.From the simulation results,ES forming can increase the cumulative strain enormousl...