300M高强钢的热变形本构关系研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在850~1180℃温度下,以0.001~20 s-1的应变速率对300M高强钢进行变形量为60%的热压缩变形试验,对其在不同变形条件下的变形行为进行研究。结果表明,300M高强钢的变形行为与变形参数密切相关,变形温度越高,应变速率越低,越有利于动态再结晶的发生。基于试验数据,建立了Arrhenius双曲正弦方程中Q,A,n,α与真应变的本构关系,从而进一步建立了包含变形温度、应变速率及应变在内的300M高强钢的高温变形本构方程。为了验证该本构方程的正确性,对应力计算值与试验值进行了对比及平均误差分析,最大误差为14.2%,但整体均控制在10%以下。分析表明,应用所建立的本构方程得到的应力计算值与试验值吻合较好。     

Mn18Cr18N护环钢热变形特性的试验研究

应用热力模拟实验和数值分析方法研究了Mn1 8Cr1 8N钢在热变形条件下的力学行为。回归计算出该钢在不同热变形参数下的应力应变关系并分析讨论了热变形参数对本构关系的影响。进行了热变形动力学分析 ,回归得出了该钢的激活能 (Q)、应力指数 (n)及动态再结晶临界应力方程。建立了该钢的高温屈服应力模型。试验研究结果可为计算机模拟和工艺优化提供依据     

35MnB钢高温变形行为及本构方程

为了合理制定35MnB钢制件热成形工艺参数,在790~1190℃温度范围内,应变速率为0.01~10 s~(-1)及总压缩变形量(真实应变)为0.6的试验条件下,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对35MnB钢进行热压缩变形试验,研究其高温变形行为。结果表明:流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大。同一应变速率下,随着变形温度的升高应力峰值向左移动,应力-应变曲线整体下移;同一变形温度下,应变速率越大,应力峰值越高,相应的应变量也越大。采用含有变形温度(T)和变形激活能(Q)的Arrhenius equation方程的双曲正弦模型,构建了35MnB钢在高温下流变应力与应变速率的本构方程。并验证了所构建本构方程的准确性,计算结果显示预测应力峰值与试验应力峰值吻合较好。通过采用本文所构建的35MnB钢本构方程对大型液压装载机锻造摇臂成形过程进行模拟,结果证明本文所构建的本构方程可以应用于35MnB钢制件高温成形模拟过程,并为实际生产做指导。     

Aermet100钢高温变形行为及热加工图研究

通过热模拟压缩试验研究了Aermet100钢在应变速率为0.01~50 s-1,变形温度为1073~1473 K和变形程度为0.05~0.9条件下的热变形行为,并采用正交分析方法研究了工艺参数(应变、应变速率、变形温度)对Aermet100钢热变形流动应力的影响规律,建立了基于正交分析的回归型Aermet100钢的热变形本构方程。综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,依据动态材料模型(DMM)建立了基于本构方程的Aermet100钢的热加工图,并利用热加工图确定了Aermet100钢热变形时的流变失稳区,分析讨论了不同区域的Aermet100钢的高温变形特征。     

42CrMo钢热变形行为及热加工图研究

使用Gleeble-3800热模拟机对42CrMo钢在变形温度为1 123～1 223 K,变形速率为0.1～10 s^-1下进行热压缩实验,研究了其热变形行为,构建了42CrMo钢的本构方程;通过对材料常数(α,n,Q和ln A)的分析,得到了流动应力的预测模型;绘制了42CrMo钢的热加工图,得到最优热加工工艺区间。结果表明：材料对温度、应变速率敏感,其流变应力随着变形温度增加和应变速率降低而减小。流动应力预测模型预测精度为0.987,42CrMo钢最优工艺范围为：变形温度1 140～1 223 K,应变速率0.1～1.5 s^-1。本研究可对42CrMo钢热变形加工工艺制定提供指导。     

300M高强钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度850℃~1200℃、应变速率0.001s~(-1)~10s~(-1)下进行热压缩实验,研究300M高强钢的热变形行为。根据双曲正弦函数,分析全应变条件下流动应力与Z参数间的关系,得到300M高强钢的变形激活能Q及参数A、n、α的值,建立全应变本构方程。基于动态材料模型,建立300M高强钢的热加工图,并讨论了300M钢组织演化规律。结果表明,考虑应变补偿的本构方程,在实验条件内计算的流动应力与实验所测结果吻合度较高;随变形温度的升高及应变速率的减小,300M钢的奥氏体晶粒尺寸增加;变形温度900℃~1 200℃、应变速率0.001s~(-1)~0.1s~(-1)是300M高强钢较佳的热加工工艺范围。     

低合金钢Q345E高温热变形行为及动态再结晶图

应用Gleeble-1500D热模拟试验机对低合金高强度结构钢(HLSA)Q345E进行高温单道次热压缩试验,研究了不同变形参数(变形温度T、变形速率ε和变形量ε)下Q345E钢的变形抗力,分析了各变形参数对该钢变形抗力和动态再结晶的影响。结果表明:随着应变速率的提高和变形温度的降低,Q345E钢的流变应力显著增大;在应变速率较低、高温时,易发生动态再结晶;在应变速率较高、低温时,不发生动态再结晶。建立了Q345E钢热态变形过程中的高温塑性本构方程和动态再结晶图,为科学设计和有效控制Q345E钢的成形工艺提供理论依据。     

CSP线Q235变形规律及微观组织实验研究

借助Gleeble-1500热模拟机,研究了Q235钢不同温度、不同变形量及不同变形速率等参数对变形抗力及组织的影响规律,为生产实践提供了参考。     

55MnCrNb含铌高碳钢热变形行为研究

使用Gleeble-3800热模拟试验机对含铌高碳钢55MnCrNb进行了单道次热压缩试验,研究了不同温度(900～1150℃)和不同变形速率(0.1～10 s~(-1))下钢的热变形行为,建立了它的本构方程和动态再结晶临界应变模型。结果表明:55MnCrNb钢在变形速率0.1 s~(-1)和变形温度1080～1150℃时出现动态再结晶;钢的热变形激活能Q=328.02 kJ/mol。     

高强渗碳钢高温热变形的本构方程

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为1173~1473 K,应变速率为0.01~10 s-1的变形条件下,对一种航空用高强度渗碳钢-9310钢进行热压缩实验,基于真应力-应变曲线,研究了两种高温变形流变应力的本构方程模型-位错模型和Sellars模型在该钢上的应用,根据动态再结晶是否发生,建立了不同热变形阶段下9310钢的流变应力本构方程。研究表明,在ε0.1条件下的动态软化和稳态流变阶段中,基于位错密度和动态软化机制的位错模型方程,精度误差在15%以下,但该方程参数多,计算量大,而基于Sellars模型的本构方程,在低温热变形(T1273 K)及大应变(ε0.5)条件下的精度误差更小,且方程相对简单,便于应用。在高强渗碳9310钢的热加工生产中,建议采用Sellars模型作为大应变条件下流变应力的预报方程,精度误差控制在10%以下;为了提高方程精度,Sellars模型下由于动态再结晶软化引起的应力降低值Δσ中,相关参数的取值还有进一步修正的可能。     

大塑性变形材料及变形机制研究进展

大塑性变形技术（SPD）具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力。综述了SPD技术的分类、优势及其存在问题;介绍了材料在SPD加工过程中的组织转变特点,指出如果超塑性成形能够在镁合金等中得到成功的应用,则可大大拓宽其实际应用领域;描述了SPD细化铝、镁、钛等合金后的微观组织、塑性变形机制与力学性能,最后对大塑性变形技术的应用前景进行了展望。     

变形温度对TC4合金中温塑性变形行为的影响

基于热模拟压缩试验,研究了变形温度对TC4合金中温塑性变形过程中流动行为和微观组织演变的影响.热模拟压缩试验参数为560～660℃、0.1～50.0 s-1.结果表明,随着变形温度的升高,TC4合金的流动应力逐渐降低;随着应变速率的升高,变形温度对TC4合金流动应力的影响幅度逐渐降低;TC4合金中温塑性变形时的温度敏感性指数随应变和应变速率的增加而降低;随变形温度的升高,TC4合金微观组织均匀程度提高,α晶粒逐渐清晰可辨.     

Deformation Behavior of Finely-Lamellar Pearlite During Multiple Cold Plastic Deformation of Eutectoid Steel

Metal Science and Heat Treatment - Deformation behavior of finely-lamellar pearlite in steel with 0.78% C during multiple cold plastic deformation by drawing is considered. It is revealed that...     

TA15合金的热变形行为及加工图

研究了TA15合金的热模拟压缩实验。结果表明：变形温度的升高和应变速率的减小使峰值应力和稳态应力显著降低，变形温度会影响进入稳态流动所需变形量。以热模拟压缩实验为基础，建立的加工图表明：TA15合金高温变形时存在2个非稳定区域，一个是变形温度1300K以上和应变速率10．0s^-1以上的区域，另一个是变形温度1200K以下和应变速率0．006s^-1～1．995s^-1之间的区域。同时，建立的TA15合金高温变形时的流动应力模型表征了变形温度、应变速率和变形程度对流动应力的影响，模型的计算精度较高。     

塑性变形中晶粒变形与细化机制的影响因素

讨论了层错能、应变速率和变形温度等因素在塑性变形制备超细晶/纳米晶材料的变形过程中,对变形机制与晶粒细化机制的影响.研究表明,随着层错能的降低,晶粒的变形机制会由位错滑移向机械孪生转变,有利于晶粒的细化.应变速率的增加与变形温度的降低有利于抑制位错动态回复、增加流变应力,促使晶粒进一步细化.     

大塑性变形下变形速率对AZ31合金成形性能的影响

采用等温挤压成形工艺研究了大塑性变形下变形镁合金AZ31的成形性能,分析了成形过程中变形速率对成形性、成形力和应变的影响。结果表明,AZ31合金在300～350℃等温挤压成形,随变形速率的升高,挤压变形力呈下降的趋势;变形速率为1 mm/s时,应变分布均匀,能够获得最佳的成形质量和力学性能。     

钛合金一览表

应用作者新近提出的多孔材料的屈服准则，研究了粉末冶金材料在塑性加工过程中的致密化、加工硬化和泊松比及复压过程中的力学问题。结果指出，粉末冶金材料在塑性加工过程中的致密化、加工硬化和泊松比等可以由作者曾给出的屈服准则导出；复压过程中粉末冶金材料的致密化和加工硬化要比单向压缩过程中相应量的变化快得多。     

Deformation kinetics of nanocrystalline nickel

The work hardening and the strain rate sensitivity of flow stress were studied in the temperature range from 298 to 473 K for nanocrystalline (NC) nickel with average grain sizes of about 25 and 80 nm produced by pulsed electrodeposition. The rate of work hardening, the maximum flow stress and the strain rate sensitivity of flow stress increase with decreasing grain size. The data are compared to published data for NC Ni and found to be consistent. The common analysis of strain rate sensitivity in terms of thermal activation is critically discussed. It is proposed that the activation analysis gives information about thermally activated processes at grain boundaries which may be related with recovery of dislocations.     

Deformation of open-cell aluminum foam

The mechanical properties of high-purity aluminum foams produced by replication from salt precursors are measured in compression. These foams have homogeneous open-porosity, cell sizes equivalent to the particle size of the precursor salt (∼500 μm in this case) and relative densities near 25%. Deformation is uniform and strain hardening similar to the bulk material is observed without a plateau stress. A simple analytical model based on beam theory is employed to describe the flow stress and the change in stiffness of the foams as a consequence of compression. This model leads to a modified scaling law for the flow stress of metallic foams.