易拉罐用铝材热变形过程中的微观组织特征与动态软化

采用热模拟试验技术和TEM分析,探讨了易拉罐用铝材在不同变形条件下的微观组织特征和动态软化行为。结果表明,应变速率为0.1s-1时,若变形温度较低,则发生了动态回复。若变形温度高于723K,产生明显的动态再结晶;变形温度为673K时,在低应变速率条件下,产生动态再结晶,变应速率高于0.1s-1,软化过程具有动态回复和动态再结晶的混合特征,当应变速率高于5.0s-1时,产生几何动态再结晶。     

铸态TB6钛合金β相区热变形行为的研究

采用Thermecmastor-Z型热模拟试验机对铸态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为950～1100℃、应变速率为0.001～10 s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,研究了该合金在β单相区的热变形行为及变形机制.结果表明,该合金的流动应力曲线主要呈流动震荡和流动软化两种特征.在0.001～0.01 s-1时,流动曲线呈小幅度流动震荡;而在10 s-1时,流动曲线呈大幅度流动震荡;在0.1～1 s-1时,流动曲线呈流动软化特征.通过微观组织观察可知:当应变速率为0.001 s-1时的变形机制为动态再结晶;在0.01～1 s-1时的变形机制主要为动态回复;在10 s-1时的变形机制为局部流动.从细化组织和降低变形抗力方面考虑,应变速率以不超过0.1 s-1为宜.     

汽车用5182铝合金温变形行为及组织

通过单向温拉伸试验以及扫描电镜和透射电镜观察,研究了汽车用5182铝合金板在变形温度为323~573 K,应变速率为0.001~0.1 s-1条件下的流变行为及微观组织。结果表明,在变形温度≥448 K、应变速率.ε=0.001 s-1条件下,5182合金出现明显的峰值应力,而当应变速率0.01~0.1 s-1时,合金的流变应力呈现稳态;当应变速率.ε=0.001 s-1时,随着变形温度的升高,合金单向温拉伸断口由典型的混合型断裂特征演变成典型的韧性断裂特征,合金产生了动态再结晶。     

基于加工图的Al-6.2Zn-0.70Mg-0.3Mn-0.17Zr合金的热变形行为研究

在温度为623 K~773 K、应变速率为0.01 s-1~20 s-1的条件下,试验研究了Al-6.2Zn-0.70Mg-0.3Mn-0.17Zr合金热压缩变形过程中流变应力和合金组织演变行为。结果表明,合金变形过程中的峰值应力随着变形温度的增加或应变速率的减小而减小,并可以用Zener-Hollomon参数定量表征合金组织的演变行为,计算得到的热变形激活能为178.85 KJ/mol。合金热变形过程中软化机制主要为动态回复和动态再结晶。当ln Z值高时,动态回复占主导地位;当ln Z值低时,软化机制由动态回复转变为动态再结晶。再结晶晶粒尺寸随着ln Z值减小而增大。变形后合金中分布着高密度、纳米级的Al3Zr粒子,这些粒子可有效抑制合金热变形过程中再结晶。基于动态材料模型(DMM)和Prasad失稳准则,在真应变分别为0.3和0.5时建立起了合金的热加工图。当真应变为0.5时适宜的加工条件为:温度范围703 K~773 K、应变速率范围0.03 s-1~0.32 s-1,此时合金具有最大的能耗因子33%。     

氮强化高锰奥氏体钢热变形行为研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1253～1423K,应变速率为0.1～10s-1的条件下对32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢进行了热压缩变形试验,测定了其真应力-应变曲线,观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.真应变为0.6时,在1423K、应变速率在0.1～10s-1之间的试样均已发生完全动态再结晶;在1373K以下变形时,应变速率在0.1～10s-1之间,试样发生部分动态再结晶.动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的升高而减小.32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢的热变形激活能Q值为469.03kJ/mol,并获得热变形方程.     

TC21钛合金β锻动态再结晶行为及晶粒尺寸预测

采用Gleeble-3500热模拟实验机对TC21钛合金进行等温恒应变速率的热模拟压缩实验,研究其在变形温度960℃~1020℃,应变速率0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明,TC21钛合金在变形过程中存在动态回复、动态再结晶现象。当温度一定时,在应变速率≤0.1s-1情况下,随着应变速率的降低,动态再结晶晶粒尺寸变大;在应变速率为1s-1时,变形过程几乎只发生动态回复;当应变速率一定时,随着温度的升高,动态再结晶晶粒尺寸变大。根据流动应力与变形温度和应变速率之间的关系,得到了TC21钛合金动态再结晶激活能Q=258.6kJ/mol;通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了动态再结晶演化模型。依据所建模型,并基于DEFORM-3D软件预测了975℃热变形后的晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,晶粒尺寸相对误差在±10%以内,较好的验证了模型的准确性。     

300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10 s-1时,其变形温度高于1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。     

工业纯铝的热变形组织演化

采用Gleeble-1500热模拟机研究了工业纯铝高温压缩变形的组织演化行为,采用光学显微镜及透射电镜研究了纯铝在不同压缩变形条件下的组织形貌特征.结果表明,在应变速率为10-2s-1,变形温度为220、300℃时,真应力-真应变曲线呈稳态特征,材料发生了动态回复;当变形温度大于380 ℃时,材料发生了动态再结晶;在变形温度为460 ℃时,应变速率为10-3～1 s-1条件下变形时发生了动态再结晶;动态再结晶机制主要是连续动态再结晶,同时有少量表现为几何动态再结晶.     

一种高锰奥氏体TWIP钢的高温热变形与再结晶行为

在变形温度为1223~1423 K及应变速率为0.01~10 s-1的条件下,利用MMS-300热模拟试验机开展单道次压缩变形实验,结合SEM-EBSD和TEM等观察分析技术,研究了一种高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温热变形及再结晶行为,对其动态再结晶过程中的组织演变规律及其与应力-应变曲线的相关性进行了分析和表征.结果表明,该高锰奥氏体TWIP钢的热变形行为对应变速率较敏感;当应变速率低于0.1 s-1时,热变形过程中发生动态再结晶;当应变速率高于1 s-1时,发生动态回复.通过回归计算建立了该高锰奥氏体TWIP钢的热变形本构方程,分析认为动态再结晶过程中的组织演变规律与其应力-应变曲线密切相关.随着应变量的增加,晶界迁移诱导再结晶形核;形变量进一步增加,产生大量亚晶界;相邻亚晶界上的位错攀移和滑移等运动使晶界合并,导致再结晶晶粒形成.     

Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr合金的热压缩变形行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300 ～ 500℃、应变速率为0.01～1 s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程,采用TEM分析变形过程中合金的组织特征.结果表明:合金变形抗力随变形温度的升高而下降,随应变速率升高而增大.在360 ～400℃范围内变形时,合金组织仅发生动态回复,当变形温度高于400℃以后,合金热变形以动态再结晶为主.应变速率在0.01～1 s-1范围内,不影响合金的变形软化机制,但对合金亚结构的影响较大,随应变速率的增加,位错密度增加,亚晶尺寸减少.此合金适宜的变形条件为变形温度380 ～400℃、应变速率0.1 s-1.