热变形参数对TB15钛合金动态再结晶行为的影响

采用热模拟压缩试验机对TB15钛合金进行变形温度为810~930℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)、压下量为60%的等温热压缩试验,研究了热变形参数对TB15钛合金动态再结晶行为的影响。结果表明:TB15钛合金不同应变速率下的应力-应变曲线呈现出不同特征。随应变速率增大,流动软化曲线呈现“V”型特征。当应变速率在0.001~0.1 s^(-1)范围时,随变形温度升高和应变速率减小,动态再结晶(DRX)体积分数和DRX晶粒尺寸增大,且DRX晶粒尺寸增幅较DRX体积分数更加显著。在低应变速率变形时,原始β晶粒被小角度晶界分成形状规整的多边形亚晶粒,小角度晶界通过连续吸收位错和渐进晶格旋转的方式向大角度晶界转变从而实现连续动态再结晶。随着应变速率增大,再结晶晶粒形核位置从原始β晶粒内部逐渐向晶界附近转移,在原始β晶界形成均匀细小的“项链状”再结晶晶粒,此时易于由晶界弓弯机制引发不连续动态再结晶。

融入OBE理念的专业基础课程教学改革与实践——基于“材料成型工艺基础”课程的探索

本课程教学改革立足新工科建设,以工程教育为导向,结合学校“航空特色鲜明,工科优势突出”的办学定位,坚持以学生为中心,利用现代信息技术手段,基于OBE理念采用启发式、任务驱动式、问题探究式等多种教学方法,旨在提高课程目标达成度。通过对近3年材料成型与控制工程专业本科生成绩分析,着眼于解决目前课程体系同质化、教学方法单一化、课程质量不高的问题,促进形成“夯实基础、强化实践、学研结合、突出创新”的课程教学定位。实现课程资源共享及师生交流互动,达到丰富教学内容、优化教学过程设计、增加教学过程吸引力、培养学生创新意识的目的。

不同道次应变分配下TA15钛合金双道次热压缩静态软化行为

在变形温度为910~970℃、应变速率为0.01 s^(-1)、道次保温时间为1000 s、总应变为0.9条件下,对TA15钛合金进行了双道次热压缩实验,研究了第一道次应变为0.25、0.45、0.65时对合金热变形过程中静态软化行为的影响。结果表明:在不同第一道次应变分配下,除变形温度为910℃且应变为0.25时,合金在道次保温间隔后均出现了静态软化现象,即第二道次流动应力峰值均低于第一道次卸载应力;第一道次应变分配较高时,由于累积畸变能较多,软化程度更为明显;变形温度越接近相变点,第一道次应变对静态软化影响程度越大;微观组织分析表明,道次保温间隔后比保温前的初生α相体积分数明显减少,减小程度与静态软化程度呈正相关性。

基于物理参数和BP神经网络的9310钢本构模型研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对9310钢进行了变形量为70%的等温恒应变速率压缩实验,在变形温度为800~1200℃、应变速率为0.01~50 s^(-1)的范围内研究了9310钢的热变形行为。通过不同热变形参数对自扩散系数D和杨氏模量E的影响,建立了基于物理参数的本构模型,同时基于实验数据构建了BP神经网络本构模型。结果表明:9310钢为负温度正应变速率敏感性材料,且流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于不同条件构建的物理本构模型和BP神经网络模型的相关系数r均大于0.98,但BP神经网络模型的r值可达0.996,平均绝对相对误差为3.1%。经过流动应力曲线、相关系数和平均绝对相对误差的综合对比,得出BP神经网络模型对预测9310钢的流动行为具有较好的适用性。

应变速率对TB15钛合金软化机制的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对TB15钛合金在变形温度810~930℃、应变速率0.001~10 s^(-1)范围进行等温热压缩实验,基于实验数据分析了不同应变速率下TB15钛合金的流动软化行为,并结合微观组织和变形激活能Q研究了应变速率对其软化机制的影响。结果表明:合金的流动软化程度在不同应变速率范围内的变化规律不同;微观组织和变形热效应是造成流动软化的主要原因,变形热效应在高应变速率(ε≥0.1 s^(-1))范围内的影响更为显著;通过微观组织分析可知,动态回复(DRV)在热变形过程中占主导地位,低应变速率(ε<0.1 s^(-1))下的主要软化机制为DRV和动态再结晶(DRX),随着应变速率的升高,DRX程度降低,且应力集中作用加强,变形带在高应变速率下被激活,这在一定程度上有利于晶粒细化。低应变速率和高应变速率的变形激活能分别为213.8 kJ/mol和255.3 kJ/mol,低应变速率下的微观组织软化效应更加明显。

基于物理及元建模法的TB15钛合金本构模型研究

采用Gleeble-3800热模拟机对TB15钛合金进行等温恒应变速率热压缩试验,研究其在变形温度为810~930℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)和高度压下量为60%条件下的热变形行为;建立了物理、支持向量回归(SVR)和响应面3种本构关系模型来预测TB15钛合金的流动应力,同时对比了3种本构模型的预测精度。结果表明:TB15钛合金的流动应力随应变速率的降低和变形温度的升高而减小,峰值应力的变化对应变速率的敏感性更高;物理本构模型、SVR本构模型和响应面本构模型相关系数R均大于0.98,但是响应面本构模型的R值达到了0.993,而且响应面本构模型的相对误差在±5%范围内的预测值频率达到了67.9%,大于物理本构模型的58.6%。同时经过方差分析得到所构建的响应面本构模型的显著性检验值P<0.0001,表明响应面本构模型预测的流动应力与变形温度、应变速率和应变之间的回归关系显著,比物理本构模型和SVR本构模型有更高的精度,能够更好的预测TB15钛合金的流动应力。

7050铝合金的蠕变行为研究

通过恒应力单轴蠕变拉伸试验,研究了7050铝合金在温度为121~177℃,外加应力为170~250 MPa范围内的蠕变拉伸行为,分析了蠕变温度和外加应力对蠕变拉伸行为的影响。结果表明,外加应力在170~250 MPa应力范围内,7050铝合金在温度为121℃和149℃时具有优良的低温抗蠕变性能。通过扫描电镜(SEM)观察断口形貌,发现蠕变断裂机制随应力的增加由典型的韧窝断裂向准解理-韧窝混合断裂转变。计算了表观应力指数n、蠕变激活能Q,表明随着蠕变温度的升高和外加应力的增大,蠕变机制可能由晶界扩散控制的位错黏性滑移机制转变为第二相粒子控制机制。