非调质钢C38N2热变形行为探索及热加工图研究

通过Gleeble-3800研究了非调质钢C38N2在变形量为60%、变形温度为950～1150℃、应变速率为0.1～10 s-1的热变形行为,通过腐蚀晶粒度得到了动态再结晶晶粒尺寸模型,利用峰值应力数据计算C38N2的变形激活能和热加工图。结果表明,在变形温度为1100～1150℃、变形速率为0.1～0.2 s-1的条件下功率耗散值最大(达32%),可为确定最佳的热加工工艺参数提供依据。     

时效预处理态Al-Zn-Mg-Cu合金热变形及其后热处理过程中晶粒组织的演变

以435℃/2 h+200℃/12 h固溶时效预处理的新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金为研究对象,在温度350~400℃,应变速率0.01~1 s-1和变形量60%~80%条件下进行热压缩变形,再经350℃/0.5 h+470℃/2 h退火和固溶处理。采用光学(OM)、电子显微镜(EBSD、TEM)组织观察和测试方法,研究了时效预处理析出相粒子对热压缩变形及随后退火和固溶处理过程中晶粒组织的演变机理和规律。结果表明:(1)在400℃、0.05 s-1、60%条件下,ln Z值为24.33,发生了连续动态再结晶,获得了细小均匀的再结晶晶粒组织;经退火和固溶处理后,晶粒趋于等轴状,尺寸稍有增加,最终获得细小均匀的晶粒组织。(2)在380℃、0.1 s-1、60%条件下,ln Z值增加到25左右,晶粒沿变形方向拉长,晶界断续分布着细小的再结晶晶粒;经退火和固溶处理后,晶粒长大不明显,在变形拉长的晶粒内部均匀分布着尺寸较小的回复亚晶粒。(3)当应变速率较快或变形温度较低,ln Z值增加到约26,且变形量较大时,动态再结晶不明显,晶粒沿变形方向剧烈拉长;经退火和固溶处理处理后,晶粒长大明显,最终获得粗大的晶粒组织。     

FGH4096粉末高温合金的热变形行为

对FGH4096合金进行了变形温度1050～1140℃,应变速率0.001～2s-1的热压缩实验。分析了合金的流变行为,构建了Arrhenius型本构方程,得到合金的热变形激活能为870.785kJ/mol。并建立了能够准确描述热加工过程中能量耗散情况和预测变形失稳的热加工图。结果表明:能量耗散与动态再结晶和晶粒长大有关,在变形温度Td为1050～1070℃,应变速率ε为0.001～0.01s-1范围内,峰值耗散率为61%(1050℃,0.001s-1),此区域易形成"项链"组织,很多晶粒处于形核阶段;在Td为1100～1140℃,ε为0.001～0.01s-1范围内,能量耗散峰值达50%(1110℃,0.001s-1),此时,晶界迁移显著,再结晶晶粒明显长大;在Td为1070～1100℃,ε为0.01～0.1s-1范围内,能量耗散率大于39%左右,再结晶完全、晶粒细小。Td为1060～1100℃,ε为0.5～2s-1时,合金落入流变失稳区,能量耗散率达到最小值,局部变形严重是造成流变失稳的重要原因。     

Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的热轧工艺

运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为1000～1200 ℃,变形量为50%、60%、70%,应变速率为0.05 s^-1条件下的热压缩变形行为,并观察分析变形后试样组织形貌和经1080 ℃固溶热处理后试样的组织形貌。观察试样固溶热处理前后的组织形貌得到在1000~1150 ℃下进行热压缩变形,随着变形量的增加,动态再结晶越完全;经过固溶热处理后,静态再结晶就越充分。但在1200 ℃时,温度过高,再结晶已完成并且晶粒发生长大。在变形量分别为50%、60%和70%时,随着变形温度的升高,再结晶越完全,经固溶热处理后,再结晶更完全。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢热轧最佳轧制温度为1100 ℃,压缩变形量为70%。     

Ti6242合金的热变形行为及加工图

利用Gleeble-3800对Ti6242合金进行热模拟压缩试验。研究了压缩量为60%、应变速率分别为0.01、0.1、1、10 s-1,变形温度分别是900、950、1000、1050、1100℃条件下试样的热变形行为。根据试验参数得出Ti6242合金本构方程,绘制Ti6242合金真应力-应变曲线,基于动态材料模型建立热加工图。结果表明,流变应力随着变形温度的升高而下降,随着应变速率的增加而升高,变形激活能Q=453.74 k J/mol,最佳热加工工艺为变形温度1000~1050℃应变速率0.1 s-1左右。     

基于热加工图的Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金高温变形特性研究

在Gleeble-1500热模拟机上对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金进行了热压缩实验,采用动态材料模型的加工图研究了其在1000～1200℃和0.001～1.0 s-1条件下的热变形行为.结果表明,Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区,其中动态再结晶区域Ⅰ区:峰值效率为34%,峰值对应的温度和应变速率分别为1100℃和0.01 s-1;动态再结晶区域Ⅱ区:峰值效率为34%,峰值对应的温度和应变速率分别为1105℃和0.001 s-1.在温度低于1140℃、应变速率大于0.01 s-1范围内进行热加工时,由于热塑性变形过程中再结晶晶粒的不均匀长大,极易导致试样变形开裂.在温度1000～1130℃,变形速率大于0.02 s-1区域内,热压缩变形试样外表面剪切开裂趋势明显,易引起加工失稳.根据热加工图分析结果可知,TiAl合金热变形时应选择在动态再结晶Ⅰ区内进行.     

挤压态镍基粉末高温合金热变形行为与组织研究

通过Gleeble-3500D热力模拟研究了挤压态镍基粉末高温合金在恒温和恒应变速率条件下的热变形行为和组织特征,变形温度范围为950~1150℃,应变速率范围为0.001~0.5 s-1。通过线性回归分析,获得了挤压态镍基粉末高温合金的本构方程,并求得热变形激活能为338.638 kJ·mol-1。在1050℃以下热压缩变形时,试样容易开裂;而在1050~1150℃的温度范围热压缩变形时,试样不易开裂。挤压态镍基粉末高温合金热压缩变形后发生了完全再结晶,再结晶晶粒尺寸受温度影响显著,在低于1100℃变形时,再结晶晶粒尺寸随变形温度升高稍有增大;而在高于1100℃变形时,再结晶晶粒尺寸随变形温度升高显著增大。该种合金的合理变形参数范围为0.001~0.01 s-1及1050~1100℃。     

Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金的热变形工艺研究

在Gleeble-1500热模拟实验机上对Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金进行等温压缩试验,建立了该合金在变形温度为350～500℃、应变速率为1～10 s-1条件下的热加工图。利用光学显微镜和扫描电镜观察了不同变形程度下合金的组织和热裂纹,确定了适宜的变形参数。结果表明:Al-6Zn-2Mg-0.2Sc-0.1Zr合金高温变形的峰值应力随变形温度的升高而降低,其适宜的热加工温度和应变速率范围为:T440℃,1.4 s-1ε3.5 s-1,单道次变形量小于60%。     

铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行高温压缩试验,研究了变形温度为1000～1100℃,初始应变速率为0.01～1 s-1的铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的变形行为。基于动态材料模型建立了加工图,并观察了变形组织。结果表明:该合金为热敏感和应力敏感型合金,热变形的最佳变形参数为1050～1100℃,应变速率在0.1～1 s-1之间。铸态大变形区组织为沿着变形方向拉长的原始β晶粒,晶粒组织内部出现针状马氏体,TiB相在变形的过程中出现折断,并沿着加工流线分布。     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

热变形参数对GH864合金显微组织的影响

采用等温热压缩的方法研究了在变形温度为1000～1160℃、应变速率为1和10s-1、工程应变量为30%,50%和70%时,不同的热变形参数对GH864合金流变应力和显微组织的影响。结果表明,当变形温度低于γ′相析出温度时,动态再结晶能力较差。在高于MC碳化物的回溶温度变形时,由于沿晶界再析出的细小MC颗粒对晶界的非均匀钉扎作用,容易得到混晶严重的热处理态组织。降低变形速率和增加变形量可以得到较为均匀的变形态组织,最终改善热处理态的混晶程度。GH864合金热变形温度的下限和上限分别为γ′相的析出温度和MC碳化物的回溶温度。     

铸态AZ31镁合金的超塑性性能及流变应力

通过连铸AZ31镁合金的单向拉伸实验,研究了该合金的超塑性变形性能及不同拉伸变形条件下的流变应力。结果表明,在温度为300℃~450℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1的情况下,连铸ZA31镁合金表现出超塑性。在温度为400℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1时,延伸率增加了200%,具有较好的超塑性性能。用光学显微镜观察变形前后拉伸试样的微观组织发现:试样的初始晶粒尺寸约为15μm,在变形之后颈缩区域的晶粒长大现象不是很明显,晶粒沿着变形方向有所伸长,但晶粒形状基本保持为等轴状。     

7150铝合金高温热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7150铝合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300~450 ℃和应变速率为0.01～10 s~(-1) 条件下的流变应力行为.结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热流变行为,其变形激活能为226.698 8 kJ/mol;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒在晶界交叉处出现并且晶粒数量逐渐增加;合金热压缩变形的主要软化机制由动态回复逐步转变为动态再结晶.     

大晶粒单相Ni-50Al金属间化合物高温塑性

研究了原始晶粒尺寸为220 (m的正化学计量比单相Ni-50Al金属间化合物的高温变形行为及组织演变规律.结果表明,该合金在温度1000～1100 ℃,应变速率7.5×10~(-4)～1×10~(-3) s~(-1)范围内具有良好的高温塑性变形能力;在1075 ℃,应变速率为8.75×10~(-4) s~(-1)时,最大延伸率可达139%.金相显微分析表明,原始大晶粒组织经高温塑性变形后显著细化;EBSD与 TEM分析表明,变形过程中小角度晶界持续产生,较小角度晶界向较大角度晶界不断演变,最终导致晶粒显著细化.显微结构综合分析表明,大晶粒Ni-50Al合金的高温塑性变形是由位错的交滑移与攀移等交互作用产生的连续动态回复和再结晶导致的.     

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。     

CONSTITUTIVE RELATIONSHIP OF SUPERALLOY IN718

ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＶＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＯＦＳＵＰＥＲＡＬＬＯＹＩＮ７１８Ｊ．Ｍ．Ｚｈａｎｇ;Ｌ．Ｚ．Ｍａ;Ｊ．Ｙ．Ｚｈｕａｎｇ;Ｑ．Ｄｅｎｇ;Ｊ．ＨＤｕａｎｄＺ．ＹＺｈｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ,ＣｅｎｔｒａｌＩ...     

加热及变形温度对含铌高碳钢奥氏体组织的影响

针对铌微合金化高碳钢线材,在Gleeble-1500热模拟实验机上研究不同加热及变形温度下奥氏体组织的变化规律.结果表明.奥氏体粗化温度为1200℃,在1150～1200℃,奥氏体晶粒平均尺寸增大约30 μm;材料1100℃奥氏体化后,以40 s~(-1)、35%变形量进行一道次压下变形,1000℃以上为再结晶区,900℃以下为未再结晶区:在900℃形变淬火,析出物为NbC,尺寸为20～60nm,弥散细小的NbC析出颗粒阻碍了晶粒的长大.     

1Cr20Co6Ni2WMoV钢热变形行为研究

文章采用Gleeble-2000热模拟试验机对1Cr20Co6Ni2WMoV热强钢的热变形行为进行研究。变形温度为950℃,1000℃,1050℃,1100℃,1160℃,变形速率为0．01s~(-1),0．1s~(-1),1s~(-1),10s~(-1)。结果表明．1Cr20Co6Ni2WMoV钢在低应变速率热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;当应变速率大于10s~(-1)时,只发生动态回复。动态再结晶晶粒随变形温度降低,应变速率升高而减小。随应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均升高。     

多次真空固溶处理对GH1131高温合金组织和力学性能的影响

利用真空高压气淬工艺研究了GH1131高温合金经1100~1170 ℃范围内多次真空固溶处理后的组织和力学性能。结果表明,固溶态组织包含奥氏体晶粒和颗粒状碳化物,且随着固溶温度的升高,晶粒度稍有增大趋势。GH1131高温合金经多次真空固溶处理后组织均匀,常温与高温力学性能稳定,经1100 ℃+1130 ℃+1170 ℃三次真空固溶处理后,晶粒度维持了6~8级,900 ℃高温抗拉强度达到200 MPa。     

基于热加工图的inconel 690合金挤压工艺参数研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上,利用热压缩变形研究了镍基耐蚀合金inconel690的热变形特性,温度为1100℃～1250℃、应变速率为1.0s-1～60s-1,建立inconel690的热变形本构方程,在计算功率耗散效率的基础上,使用动态模型理论,绘制了inconel690的热加工图,其热激活能约465kJ/mol,在应变0.34～0.8内,inconel690的热加工图是相似的,热加工图表明,计算耗散功率系数有两个峰值区,为1130℃and60s-1及1250℃and1.0s-1;功率耗散效率值为36%～50%,两区域变形试件的金相观察表明,镍基耐蚀合金inconel690发生动态再结晶,晶粒细小均匀。