挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为

在温度为320～440℃、应变率为0.001～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为进行研究.结果表明挤压态AZ81镁合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变率的升高而升高,且随应变的增加,流动应力很快达到峰值,然后逐渐降低并趋于稳定.为评价挤压态AZ81镁合金在热模压成形过程中流动应力,结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,对流动应力做出相应的修正,根据修正后的流动应力构建挤压态AZ81镁合金流变应力高温变形本构模型.模拟结果表明该模型的应力预测值与试验值吻合较好,计算精度较高,为后续的模压近／净终成形工艺参数的制定提供一定的理论参考.     

时效对挤压态Mg-11Al-3Zn-2Ca镁合金组织和性能的影响

采用箱式电阻炉进行时效处理,试样埋入石墨中防止氧化,利用OM、SEM和TEM等手段对含Ca高铝Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金时效状态下的组织和力学性能进行了分析.结果表明,Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金在9～25 h内时效,析出相为短棒状的β-Mg17Al12,析出过程遵循先晶界后晶内的规律;经过200 ℃时效后,抗拉强度有所提高,最大提高10 MPa;伸长率随时效时间延长呈下降趋势,15 h以内降低比较明显,超过15 h下降趋势变得较为缓慢.     

Mg-4Zn-2Y合金的高温拉伸流变本构关系

通过对轧制态Mg-4Zn-2Y合金在不同热变形温度以及应变速率下进行高温拉伸试验,研究了Mg-4Zn-2Y合金在不同工艺参数下进行热变形时流变应力的变化规律,并绘制了热加工图。结果表明,流变应力与变形温度以及应变速率均有关系,热变形温度不变时,材料的最大流变应力会随着应变速率的提高而增大;在应变速率不变时,材料的最大流变应力随着变形温度的升高会逐渐下降。采用双曲正弦修正的本构模型确定了轧制态Mg-4Zn-2Y合金的变形激活能Q=242 233.2 J·mol^-1,应力指数n=8.09。通过热加工图确定了Mg-4Zn-2Y合金的可加工区域为472.15~545.00 K,10^-3~10^-4 s^-1和545.00~672.15 K,10^-4~10^-1 s^-1。     

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。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。     

6061铝合金高温拉伸流变行为

利用Gleeble3500热模拟试验机对6061铝合金进行高温拉伸实验,研究变形温度为365℃~565℃和应变速率为0.01s-1~1s-1条件下6061铝合金的高温拉伸流变行为。结果表明,6061铝合金属于正应变速率敏感材料,流变应力随应变速率的增加而增大,随温度的增加而降低;通过线性回归分析计算6061铝合金的应力指数n及变形激活能Q,获得其高温拉伸条件下的流变应力本构方程。     

挤压态ZK61 M镁合金热压缩变形行为与本构方程建立

为研究挤压态ZK61M镁合金的热变形行为,采用Gleeble-3800热模拟机在温度为300～450℃、应变速率为0. 001～0. 5 s~(-1)的条件下进行热压缩实验,分析了变形温度、应变速率对流变应力的影响,并对铸态镁合金和挤压态镁合金的变形激活能进行了研究对比,最终将本构方程应用于模拟软件中进行量化验证。结果表明,该合金的流变应力与变形温度负相关,与应变速率正相关,应力-应变曲线拥有动态回复和再结晶的特点。Mg-Zn-Zr系变形镁合金相对类似成分的铸造镁合金,具有更低的变形激活能,如ZK61M,大约为120 kJ·mol~(-1),且Mg-Zn-Zr系镁合金成分是决定变形激活能大小的主要因素,成分相同时,材料的变形激活能基本相近,模拟曲线与实验曲线趋势具有一致性,应力峰值接近。通过Arrenhenius本构方程计算出挤压态ZK61M镁合金的变形激活能Q=122. 685 kJ·mol~(-1),应力指数n=4. 13652,为Mg-Zn-Zr系变形镁合金的热加工工艺参数和制备提供了理论指导。     

应变速率和温度对Mg-1Y挤压板材拉伸变形行为的影响

在温度为25至300 ℃ 应变速率为0.001至0.1 s-1的范围内研究了 Mg-1Y (wt.%) 挤压板材的拉伸变形行为。在0.1 s-1的应变速率下,当温度从室温增加至300 ℃时抗拉强度从247.9 ± 5.8 MPa降低了49.3 %。本文研究的板材即使在室温下也表现出了明显的应变速率敏感性。室温下当应变速率从0.1 s-1降低至0.001 s-1,抗拉强度降低11.8 %。在室温和250 ℃温度范围内可以通过Garofalo双曲正弦本构方程来描述合金的流变行为。测得的应力指数n为27.8 ± 8.9,激活能Q为124.6 ± 6.1 kJ/mol,Q值意味着变形是位错攀移控制。在中间温度（ ~ 150 – 250 ℃）时板材表现出锯齿流变行为,这种现象在较低应变速率更明显。同时断裂延伸率随着温度升高而反常地降低。认为上述两种变形特征和Y原子和位错的强烈的相互作用有关系,这种作用即为动态应变时效（DSA）。应变速率敏感因子（m）随温度增加而增加。在300 ℃下m从0.068增加至0.11,说明Y元素的添加可以激活更多滑移系。变性后显微组织的观察表明孪晶被温度抑制,同时与增加的m相一致。300 ℃下观察到有动态再结晶（DRX）的出现,应变速率越低DRX越明显。     

挤压态新型镍基粉末高温合金的热变形行为

镍基粉末高温合金的变形抗力大、热塑性较差、热加工窗口窄,而且在热加工过程中易产生裂纹和流动不稳定等缺陷。本文采用Gleeble-3500热模拟实验机对挤压态新型镍基粉末高温合金进行热压缩,压缩温度为1050～1150℃、应变速率为0.001～1 s^-1,压缩真实应变为0.69。基于双曲正弦型Arrhenius函数,计算该合金的热激活能Q、构建本构方程,采用多项式拟合摩擦、温度变化、应变补偿的影响,对应力-应变曲线及本构方程进行修正,绘制能量耗散图和热加工图。结果表明：该合金的热激活能Q为536.36 kJ/mol,其在变形温度为1075～1150℃、应变速率为10^-3～10^-1.5 s^-1的条件下有较好的加工性能,但当应变速率为0.001 s^-1时,晶粒组织较为粗大,γ′相溶入基体。     

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。     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

AZ80镁合金的高温热压缩变形行为

在应变速率为0.01-50 s^-1、温度为300-450℃的条件下,在Gleeble-3500热模拟机上对AZ80镁合金的高温热压缩变形特性进行研究。实验得出变形过程中的真应力应变曲线,并利用本构方程对流变应力值进行修正,进而利用修正后的应力值得出本实验本构方程中的系列常量;实验还分析温度、应变速率及应变量对微观组织的影响。结果表明：变形过程中的应力值随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高,且修正后的应力值高于未修正值;变形过程中发生动态再结晶且晶粒平均尺寸随变形参数的不同而改变,其自然对数随Zener-Hollomon（Z）参数的自然对数的升高呈线性降低。     

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。     

Hot deformation behavior of rare earth magnesium alloy without pre-homogenization treatment

The behavior and structure evolvement of as-cast Mg-Gd-Y-Nd-Zr magnesium alloy during the hot deformation process were discussed.The flow stress behavior of magnesium alloy over the strain rate range of 0.002-1 s~(-1) and the temperature range of 573-723 K was researched on Gleeble-1500D hot simulator under the maximum deformation degree of 60%.The experimental results show that the relationship between stress and strain is obviously affected by the strain rate and deformation temperature.The important s...     

MB2镁合金温变形流变应力研究

选择MB2变形镁合金,采用Gleeble1500热力模拟机对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究,结果表明镁合金进行等温压缩的情况下,变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而升高。并建立了流变应力的数学模型,其结果可为变形镁合金的塑性成形工艺的制订提供更为科学的依据。     

工业TC4板材热变形性能及微观组织研究

通过高温拉伸试验,研究拉伸参数对TCA高温变形行为的影响。结果表明：该材料在保温时间为15min,拉伸温度为900℃,初始应变速率为5×10^-3S^-1条件下可获得最佳的热变形性能。工业生产时,可将保温时间延长至30min,将温度提高至900～920℃,初始应变速率增加到1×10^-3～1×10^-2S^-1范围内。采用OM和SEM分析了保温时间、初始应变速率和温度对微观组织的影响,并对不同变形阶段的组织演变和不同温度条件下的断口形貌进行了分析。研究结果表明：可适当增加保温时间和变形温度,使工件在高速率范围内成形,提高零件的生产效率,并从微观组织方面研究了存在该变形条件的内在原因。     

Hot compression deformation behavior of MB26 magnesium alloy

The flow stress features of MB26 magnesium alloy were studied by isothermal compression at 300-450 ℃ and strain rate of 0.001^-1 s J with Gleeble 1500 thermal simulator. In addition, the deformation activation energy Q was calculated. The results show that the strain rate and deformation temperature have obvious effect on the true stress. The peak value of flow stress becomes larger with increasing strain rate at the same temperature, and gets smaller with the increasing deformation temperature at the same strain rate. The alloy shows partial dynamic recrystallization. The flow stress of MB26 magnesium alloy during high temperature deformation can be represented by Zener-Hollomon parameter including the Arrhemius term. The temperatt, re range of 350-400℃ is suggested for hot-forming of this alloy.     

TA7钛合金高温变形行为研究

为了分析TA7钛合金的热变形工艺参数,通过高温压缩试验对TA7钛合金的高温变形行为进行了研究。试验温度为1123~1273K,应变速率为0.001~1s_-1。此外,提出了一种修正并联本构模型用来分析应变速率、变形温度及应变对流动应力的影响。然后,基于动态模型,建立了TA7钛合金的热加工图,并通过微观组织分析对加工图的准确性进行了验证。结果表明,TA7钛合金合理的工艺参数为变形温度1223K,应变速率0.001s_-1,而其非稳态区域位于低温高应变速率区。     

AZ31镁合金高温热压缩变形特性

在应变速率为0.005～5 s-1、变形温度为250～450℃条件下,在Gleeble-1500热模拟机上对AZ31镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究.结果表明:材料流变应力行为和显微组织强烈受到变形温度的影响;变形温度低于350℃时,流变应力呈现幂指数关系;变形温度高于350℃时,流变应力呈现指数关系;变形过程中发生了动态再结晶且晶粒平均尺寸随变形参数的不同而改变,其自然对数与Zener-Hollomon(Z)参数的自然对数成线性关系;材料动态再结晶机制受变形机制的影响,随温度的不同而改变;低温下基面滑移和机械孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒的产生;中温时Friedel-Escaig机理下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高温时位错攀移控制整个动态再结晶过程.在本实验下,材料的最佳工艺条件是:变形温度350～400℃,应变速率为0.5～5 s-1.