材料流变行为的温度和应变速率补偿研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对实验材料进行热压缩变形,研究了该材料在850~1000℃和应变速率为5~20s-1条件下的高温流变应力行为。考虑到实验过程的实际温度及应变速率与实验设定值存在差异,实验对材料高温变形过程进行了温度补偿和应变速率补偿,并给出了实验材料的变形常数(β、α、激活能Q)在材料高温变形过程中的连续变化规律,使传统的本构方程更加准确。     

温度及应变速率对结构钢变形行为的影响

利用热/力学模拟试验机,对40Cr钢进行了变形温度为950、760、710℃,应变速率为0.1、0.5、10、30 s-1,应变量为0.7的热模拟单向单道次压缩试验.分析了试样热变形后的最大直径、横向最大真应变以及变形过程中的最大应力.结果表明,随着变形温度的降低,应变真应力明显上升,试样变形不均匀程度略有增加;40Cr钢在应变速率为10 s-1及以上时,试样变形不均匀程度明显,且不均匀程度随应变速率的增加而增大.     

应变速率和变形温度对T122耐热钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了T122耐热钢在900-1200 ℃,应变速率为10-2-101 s-1条件下的热压缩变形行为采用应变硬化速率-应力(θ-σ)曲线图较精确地获得了饱和流变应力和峰值应力;用回归法确定了双曲线本构方程中的变形激活能及材料常数,确定了T122钢在饱和应力和峰值应力条件下的变形激活能分别为570和548 kJ/mol;采用力学方法直接从流变曲线确定了T122钢发生动态再结晶的临界应变量,并回归出临界应变量与Zener-Hollomon参数的关系式.     

应变速率对中碳马氏体组织温变形流变应力的影响

利用温压缩实验,在Gleeble-3500热力模拟试验机上测定了中碳钢马氏体(M)和铁素体+珠光体(F+P)两种组织的流变曲线。对比研究了应变速率对这两种组织流变行为的影响。结果表明:在相同温度下,M组织的应变速率敏感性指数(mM)和加工软化率(sM)都大于F+P组织的相应参数(mF+P)和(sF+P)。应变速率为0.001 s-1,变形温度为600℃、650℃、700℃,M组织的流变曲线均低于F+P组织的流变曲线;当应变速率从0.01 s-1增加到10 s-1,M组织和F+P组织的流变曲线相交,交点应变为临界应变,大于临界应变,M组织的流变应力低于F+P。这表明,对降低钢材温轧或零件温挤压的变形应力和成本来说,M组织可能比F+P更好。此外,对导致M组织上述流变行为的机理进行了初步探讨。     

温度与应变速率对Invar 36合金变形行为的影响

在室温至900℃温度范围内、不同初始应变速率(8×10~(-5)、8×10~(-4)和8×10~(-3)s~(-1))下,利用单向拉伸实验研究了温度与应变速率对Invar 36合金拉伸力学性能的影响,并选择室温、600和800℃进行三点弯曲实验,分析温度对Invar 36合金厚板回弹规律的影响。结果表明,Invar 36合金的屈服强度、抗拉强度随温度的升高而大幅降低;延伸率则先升高后降低,在600℃时出现峰值,达到69.2%,比室温提高了55%,这主要由于动态再结晶使塑性提高所致。当温度较低时(室温和500℃),应变速率对Invar 36合金力学性能影响不大;但当温度升高至800℃时,Invar 36合金的强度和塑性均随初始应变速率的减小而大幅减小,初始应变速率由8×10~(-3)s~(-1)降至8×10~(-5)s~(-1),屈服强度、抗拉强度和延伸率分别降低了38%、47%和50%;由室温升高至800℃时,三点弯曲回弹量减小87.0%。     

温度和应变速率对7050-H112铝合金流变应力和微观组织行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟机在变形温度300、350、400、450℃,应变速率0.01、0.1、1、10 s-1时,对7050-H112铝合金进行高温等温压缩试验,研究了热压缩变形时温度和应变速率对该合金流变行为的影响。结果表明:7050-H112铝合金对应变速率敏感,流变应力随应变速率的提高而升高;该合金高温压缩变形时的流变应力可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,其形变激活能为172 kJ/mol;微观组织演化过程表明该合金在应变速率0.01 s-1、加热温度450℃时发生了动态再结晶,最终得到了具有细长晶粒的合金组织。     

应变速率和变形温度对纯铜应变硬化和软化行为的影响（英文）

通过热压缩实验研究变形温度和应变速率对纯铜热变形行为的影响,确定了应变硬化率、动态再结晶临界应力、饱和应力、动态回复体积分数和动态再结晶体积分数的表达式。结合热加工图,得到纯铜的失稳区域主要位于400~450℃、0.001~0.05 s~(-1)和450~750℃、0.05~1 s~(-1)区间,稳态区域的变形机制主要为动态再结晶。对流变应力进行预测,预测结果与实验结果吻合较好。     

变形温度对HRB400钢显微组织及变形抗力的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了变形温度对HRB400铸坯显微组织和变形抗力的影响。结果表明:变形温度对HRB400钢的组织类型(铁素体和珠光体)没有影响,但影响铁素体晶粒的形状;降低变形温度可以明显细化晶粒的尺寸。随着变形温度的升高,HRB400钢的变形抗力逐渐降低。     

温度和应变速率半固态Alsi7Mg合金变形性的影响

采用G1eeble-1500热模拟试验机研究了温度和应变速率对半固态AISi7Mg合金变形性的影响。从中得知，半固态合金的压缩流动应力不仅是变形温度的函数，而且是应变速率的函数，变形温度和应变速率决定了半固态压缩变形的特征。     

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。     

应变速率对Al-Zn-Mg-Cu合金流变应力和微观组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机测定7085铝合金在变形温度为350~450℃,应变速率为0.001、0.01、0.1和1 s~(-1)时的真应力-应变曲线,借助光学显微镜(OM)和背散射电子衍射(EBSD)对变形后的试样进行组织分析,研究应变速率对7085铝合金流变应力和微观组织的影响。结果表明:稳态流变应力随变形速率的增大而增大,真应力-应变曲线可分为加工硬化阶段、动态软化阶段和稳态阶段;再结晶晶粒呈链状分布在晶界处,随着应变速率的降低,再结晶晶粒的尺寸和再结晶分数不断增大。     

温度和应变速率对半固态AlSi7Mg合金变形性的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了温度和应变速率对半固态A1Si7Mg合金变形性的影响。从中得知,半固态合金的压缩流动应力不仅是变形温度的函数,而且是应变速率的函数,变形温度和应变速率决定了半固态压缩变形的特征。     

温度及应变速率对NZ31镁合金锯齿流变类型转变的影响（英文）

将固溶处理后的NZ31镁合金在不同温度及应变速率下进行拉伸实验,研究温度及应变速率对锯齿流变(Portevin-Le Chatelier效应)特征的影响。合金的锯齿流变行为出现在温度为150到250℃之间,在250℃时表现最剧烈,并且在晶粒内部可以发现特定取向的滑移带。随着温度的升高或应变速率的降低,锯齿流变类型由A型逐渐转变成C型。单个A型锯齿可划分为局部钉扎、完全钉扎和脱钉三个阶段。当温度升高或者应变速率降低时,溶质原子钉扎能力的增强会促进完全钉扎阶段的形成或者抑制脱钉阶段的发生,从而引起锯齿类型的转变。     

热轧温度波动对冷轧变形抗力的影响模型

针对热轧过程中温度波动生产的带钢在冷轧过程变形抗力变化的问题,将变形抗力分为初始变形抗力和加工硬化量两个部分,建立变形抗力初始模型.将终轧温差、卷取温差、由温差引起的加工硬化量的变化量、标准热轧终轧温度、实际热轧终轧温度、标准热轧卷取温度以及实际热轧卷取温度等因素考虑在内,以多项式函数建立起热轧温度特性波动对冷轧变形抗...     

20GrMnTi钢渗碳后变形温度对流变特性的影响

将齿轮常用钢20CrMnTi，取为圆环试样，经渗碳处理为含碳浓度不同的均匀试样，在Gleeble-1500热模拟上压缩变形，研究变形温度对20CrMnTi钢渗碳后流变特性r的影响。考虑Fe-C-Cr-Mn四元合金相变特点，得出20CrMnTi渗碳后渗层及心部流变的基本规律。     

20CrMnTi钢渗碳后变形温度对流变特性的影响

将齿轮常用钢 2 0CrMnTi,取为圆环试样 ,经渗碳处理为含碳浓度不同的均匀试样 ,在Gleeble— 15 0 0热模拟机上压缩变形 ,研究变形温度对 2 0CrMnTi钢渗碳后流变特性r的影响。考虑Fe C Cr Mn四元合金相变特点 ,得出2 0CrMnTi渗碳后渗层及心部流变的基本规律     

高应变速率下Al-Mg-Sc合金压缩变形的流变方程

对A1-Mg—Sc材料进行静态力学性能实验,采用微型SHPB（Split Hopkinson pressurebar）实验装置对Al-Mg-Sc材料在应变率为10310。范围内进行动态力学行为测试。结果表明：Mg-Sc合金材料随应变率的提高,真实应力一应变曲线略有升高,表明Al-Mg-Sc材料不是一种对应变率敏感的材料;随着应变率的升高,材料发生的应变增大,表现出在高应变率下具有明显的应变强化效应。通过分析,选用较为合理的Johnson--Cook本构模型来构建A1．Mg．Sc合金高应变速率流变方程。根据遗传算法确定J—c方程中的参数。拟合值与实验值较吻合,证明经SHPB实验数据构建的流变方程是合理的,这为Al-Mg-Sc板料高应变速率下有限元分析需要的材料变形特性参数提供了重要的数据来源。     

7475铝合金高温高应变速率压缩变形的流变应力

在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温高应变速率热压缩变形试验,研究了7475铝合金在340℃～420℃温度范围及0．1～10s。应变速率范围内的流变应力变化规律。结果表明,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的增加而降低;当在较高应变速率10s。时,随变形的进行,其流变应力甚至会低于应变速率为1s^-1时的流变应力;确定了合金的应变硬化指数n以及变形激活能Q,得到了适于所有应力状态的流变应力本构方程。     

TA15应变速率敏感指数对变形温度、应变和应变速率的响应规律

通过TA15多组试样的热物理模拟压缩试验获得了温度1073～1323K、应变速率0.01～10 s-1下的真应力-真应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数(m值)的底层材料模型.以一组拟合图和3-D曲面揭示了应力、温度、应变速率和应变量共同作用诱导多种变形机制变化及同时存在将引起应变速率敏感系数m值的剧烈响应.通过m值的正负判断了变形稳定区与失稳区,为建立TA15合金高温变形时的加工图并合理制定锻造工艺,为有效控制及提高构件性能和质量提供了依据.     

变形温度与应变速率对汽车用AA6014铝合金显微组织的影响

采用Gleeble-3500热模拟机对T4态AA6014铝合金板进行变形温度440～560℃、应变速率0.01～10 s~(-1)的热变形实验。研究了变形条件对AA6014铝合金显微组织的影响。结果表明:变形温度440、480℃的AA6014合金组织没有发生动态再结晶,组织中晶界模糊,有明显带状拉长晶粒,比原始组织粗大。变形温度520、560℃的AA6014合金动态再结晶组织明显,晶界清晰,晶粒基本为等轴状,560℃试样再结晶组织更为粗大,发生粗化。AA6014合金在变形温度520℃,随着应变速率的增大,再结晶晶粒越来越大,晶粒越来越不均匀;应变速率0.01 s~(-1)下动态再结晶晶粒细小均匀,效果最佳。