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铌微合金钢高温变形的本构关系

贾斌彭艳

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00031

采用Gleeble-3500热模拟实验机, 对铌微合金钢Q345B进行热压缩实验. 基于所获实验结果, 充分考虑了热变形工艺参数(应变速率和变形温度)和动态软化机制(动态回复和动态再结晶)对流变应力的影响, 建立了一种考虑动态软化机制影响的高温变形显式本构模型, 给出了本构方程求解的方法, 确定了模型中与工艺参数相关的主要参数的定量关系式; 其主要特点是能够较准确地描述材料在高应力区域的动态回复软化阶段、动态再结晶软化阶段和稳定流变阶段的应力-应变关系. 模型验证表明, 所建立模型预测出的流变曲线与实验结果吻合良好.

关键词: 铌微合金钢 , high temperature deformation , dynamic softening mechanism , constitutive model

HIGH TEMPERATURE DEFORMATION BEHAVIOR OF TiAl INTERMETALLIC COMPOUND

HAO Shiming ZHENG Zhanqing Northeast University of Technology , Shenyang , China

金属学报(英文版)

The behavior of TiAl interrnetallic compound of Ll_0 type under compressive deformation at high temperatures and its recrystallization microstructure have been studied.The compressive proof stress of the polycrystalline TiAl was found to be positive temperature dependence as same as the single crystai one.The correlation of the flow stress together with strain rate and deformation temperature is in good agreement with the expression: ε=Aσ_p~nexp(-Q/RT) Adjusting the deformation temperature and strain rate to a decrease in flow stress of alloy down to below its brittle fracture stress may improve successfully not only the hot working of the TiAl-base alloy but also the fineness of the recrystallized grains.

关键词: TiAl , null , null

Cu-Cr-Zr-Ag合金高温热变形及组织演变

张毅 , 柴哲 , 许倩倩 , 田保红 , 刘勇 , 刘平 , 陈小红

材料热处理学报

对Cu-Cr-Zr-Ag合金在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行热压缩实验,对合金在应变速率为0.001 ~10 s-1、变形温度为650 ~ 950 ℃的高温变形过程中的流变应力行为、热变形过程中的组织演变和动态再结晶机制进行了研究.结果表明,流变应力随变形温度升高而减小,随应变速率提高而增大.Cu-Cr-Zr-Ag合金在热变形过程中的动态再结晶机制受变形温度和应变速率控制.当温度达到950℃,应变速率为0.001 s-1时,Cu-Cr-Zr-Ag合金发生完全的动态再结晶.该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为343.23 kJ/mol,同时利用逐步回归法建立了该合金的流变应力方程.

关键词: Cu-Cr-Zr-Ag合金 , 高温压缩 , 流变应力方程 , 热激活能 , 动态再结晶

铈对Cu-Cr-Zr合金热变形行为的影响

张毅 , 许倩倩 , 李瑞卿 , 田保红 , 刘勇 , 刘平 , 陈小红

中国稀土学报 doi:10.11785/S1000-4343.20130611

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr和Cu-Cr-Zr-Ce合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~ 850℃的高温变形过程中的流变应力行为进行了研究.利用光学显微镜分析了合金在热变形过程中的组织演变及动态再结晶机制.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.升高变形温度以及降低应变速率,均有利于Cu-Cr-Zr和Cu-Cr-Zr-Ce合金的动态再结晶发生.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了两种合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为392.5和495.8 kJ·mol-.稀土元素Ce的加入能够细化Cu-Cr-Zr合金晶粒,而且能够促进Cu-Cr-Zr合金的动态再结晶.

关键词: Cu-Cr-Zr , Cu-Cr-Zr-Ce , 高温压缩 , 动态再结晶 , 热激活能 , 稀土

Cu-Cr-Zr合金的高温热压缩变形行为

张毅 , 李瑞卿 , 许倩倩 , 田保红 , 刘勇 , 刘平 , 陈小红

中国有色金属学报

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对Cu-Cr-Zr合金在应变速率为0.001~10 s-1、变形温度为650~850℃的高温变形过程中的变形行为(流变应力和显微组织)进行研究.根据动态材料模型计算并分析该合金的热加工图,并结合变形显微组织观察确定该合金在实验条件下的高温变形机制及加工工艺.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出该合金高温热压缩变形时的热变形激活能(Q)为392.5 kJ/mol,同时利用逐步回归的方法建立该合金的流变应力方程.利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了实验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数:温度范围为750~850℃,应变速率范围为0.001~0.1 s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化.

关键词: Cu-Cr-Zr合金 , 高温压缩变形 , 热激活能 , 流变应力方程 , 热加工图

Cu-Cr-Zr-Ce合金的高温热变形行为

张毅 , 曾祥云 , 田保红 , 刘平 , 刘勇 , 李瑞卿 , 许倩倩

材料热处理学报

在Gleeble-1500D热模拟试验机上通过高温等温压缩试验,对Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.05Ce合金在应变速率为0.01 ~5 s-1、变形温度为600 ~800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能Q为495.8 kJ/mol,同利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程.利用光学显微镜分析了形变温度对该合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶形核机制的影响规律.

关键词: Cu-0.4Cr-0.15Zr-0.05Ce合金 , 高温压缩 , 动态再结晶 , 流变应力方程

Nb10Zr合金高温变形应变补偿型本构关系模型

武宇 , 宜楠 , 乔慧娟 , 郭海生 , 赵鸿磊 , 姚修楠

稀有金属材料与工程

针对一种新型的铌基高温功能合金Nb10Zr,在变形温度1273~1373 K和应变速率0.01~1 s-1条件下,利用Gleeble-1500型热模拟试验机进行等温恒应变速率压缩试验,对其高温变形行为进行研究,并建立了应变补偿的材料高温变形Arrhenius本构关系模型.确定了峰值应力、变形温度和应变速率之间的关系,并考虑了应变的影响,获得了变形激活能和本构方程中材料常数随应变的变化规律.结果表明,在较低温度下所建立的本构关系模型可以精确预测材料的变形行为,但随着变形温度的升高,本构模型的预测能力有所下降,但在所研究的变形温度和应变速率范围内应变补偿型本构关系模型能够满足工程需要,平均相对误差为4.3%.

关键词: Nb10Zr , 高温变形 , 本构关系 , 应变补偿

稀土Ce对Cu-Cr-Zr合金高温变形行为的影响

张毅 , 许倩倩 , 李瑞卿 , 田保红 , 刘勇 , 刘平 , 陈小红

材料热处理学报

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr合金和Cu-Cr-Zr-Ce合金在应变速率为0.001 ~10 s-1、变形温度为650 ~850℃的高温变形过程中的流变应力行为进行了研究.结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大.从流变应力、应变速率和温度的相关性,利用逐步回归的方法建立了两种合金的流变应力方程.稀土元素Ce的加入能够细化Cu-Cr-Zr合金晶粒,而且能够促进Cu-Cr-Zr合金的动态再结晶.根据动态材料模型计算并分析了两种合金的热加工图,利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数,利用热加工图分析了两种合金不同区域的高温变形特征以及组织变化.对比分析后得出稀土元素Ce的加入能够优化Cu-Cr-Zr合金的热加工性能.

关键词: Cu-Cr-Zr-Ce合金 , 高温压缩 , 流变应力方程 , 动态再结晶 , 热加工图

TC4钛合金高温变形时的微观组织演变

罗皎 , 李淼泉 , 于卫新

稀有金属材料与工程

基于TC4钛合金压缩变形时的微观组织观察和定量金相实验,研究了变形工艺参数(变形温度、应变速率和变形程度)对微观组织演变和组织参数(初生α相晶粒尺寸和体积分数)的影响.结果表明:在α+β两相区,随着变形温度的升高,初生α相晶粒尺寸呈波浪状变化,初生α相逐渐减少;随着应变速率的增加,初生α相形貌由等轴状转变为长条状,微观组织参数的变化规律与温度有关,当变形温度高于1203 K时,初生α相晶粒尺寸逐渐减小,而低于1203 K时,初生α相晶粒尺寸呈波浪状变化.当变形温度高于1223 K时,初生α相体积分数呈波浪状变化,而低于1223 K时,初生α相体积分数逐渐减小;随着变形程度的增加,二次α相逐渐减少,初生α相晶粒尺寸呈先减小后略有增大的趋势,而初生α相体积分数变化较小.

关键词: 钛合金 , 高温变形 , 晶粒尺寸 , 体积分数

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向高温变形机理研究

曹秀中 , 赵冰 , 韩秀全 , 侯红亮 , 曲海涛

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.018

针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)成形的技术难题,利用沿垂直纤维方向基体具有大变形的能力,可以采用超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)成形出复合材料空心构件.在不同工艺参数条件下,测试了SiCf/Ti复合材料的横向高温变形规律,并分析了变形温度、应变速率、纤维含量等工艺参数的影响规律,对不同参数条件下拉伸试件的微观组织和断口形貌进行了对比,分析了复合材料的高温变形机制.

关键词: 纤维增强钛基复合材料 , 高温变形 , 变形参数 , 变形机制

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