GH4742高温合金热变形过程中动态再结晶动力学研究

为研究GH4742高温合金在热变形过程中的动态再结晶行为,对GH4742高温合金进行了等温压缩实验,研究了变形温度为1050~1140℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)、应变为0.18~1.20下的动态再结晶行为,定量分析了各变形条件下试样的显微组织,确定了不同变形条件下的动态再结晶分数。利用经典的动力学和晶粒尺寸模型,建立了GH4742高温合金的动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明,不同变形条件下拟合的动态再结晶动力学曲线均呈“S”型,在较低和较高应变时动态再结晶分数的增长率都很低,而在中等应变时,动态再结晶分数的增长率明显增加。再结晶晶粒尺寸随着温度和应变的增大而增大,随着应变速率的增大而减小。依据所建立的动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸模型,不仅可以为高温合金热加工过程显微组织演化模拟提供参数输入,还可以为优化工艺,进而获得组织均匀的显微组织提供理论依据。

Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

在300~400℃、0.003~1 s^(-1)变形条件下,采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金进行热压缩实验。依据加工硬化率曲线拐点特征构建了合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型,并根据临界条件构建了合金的动态再结晶动力学模型,并分析了不同变形条件对合金动态再结晶的影响。结果表明:变形温度和应变速率对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的热变形行为有显著的影响,其流变曲线表现出典型的动态再结晶特征,并且提高变形温度和降低应变速率都将促进动态再结晶的发生;在本实验条件下,Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的加工硬化率曲线均具有拐点特征,得到了合金在变形温度为300~400℃及应变速率为0.003~1 s^(-1)条件下所对应的临界应变ε_(c)和峰值应变ε_(p),并获得了合金临界应变模型和动态再结晶动力学模型,合金显微组织特征验证了所获得的临界应变模型和动态再结晶模型的准确性。

采用动态再结晶临界应变估算静态再结晶动力学方程

提出了一种新的概念 ,将钢材热变形过程中的动态行为和变形后的静态再结晶现象联系起来 ,由经典的动态再结晶临界应变值 ,推导出静态再结晶率达到 5 0 %的时间值 ,进而确立了静态再结晶动力学模型。该模型的计算结果与试验结果一致 。

基于动态再结晶动力学方程的镍基高温合金热变形流变应力预测（英文）

采用等温热压缩实验,研究了1种典型镍基高温合金在1010～1160℃及0.001～1 s^(-1)条件下的高温流变行为。结果表明,在合金的高温变形过程中发生了动态回复(DRV)以及动态再结晶(DRX)现象。通过深入分析不同变形条件下合金的高温流变行为,分别建立了合金在加工硬化-动态回复阶段以及动态再结晶阶段的流变应力本构方程。其中,在动态再结晶阶段,流变应力本构方程的建立是基于一种新型的动态再结晶动力学方程,该方程中引入了最大软化速率应变。此外,采用线性拟合的方法,建立了本构方程中材料常数与Zener-Hollomon参数间的函数关系。同时,通过对比分析流变应力的实测值和预测值,并计算两者之间的相关系数(R)和平均相对误差绝对值(AARE),验证了所建立本构方程的准确性,它可以精确预测所研究合金的高温流变应力。

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学

采用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金在温度为200-400℃、应变速率为0.001-10 s-1、最大变形量为60%的条件下进行恒应变速率高温压缩实验,研究高温变形过程中合金的动态再结晶行为;采用EM模型描述合金的动态回复曲线,以此为基础,得出ZK60合金热压缩过程中的动态再结晶动力学Avrami方程。利用有限元模拟合金热压缩过程中的动态再结晶。结果表明：ZK60合金热压缩过程中由于存在动态再结晶的软化作用,流变应力达到峰值后逐渐减小,并最终达到稳态;随着变形量的增加和变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加,合金变形更加均匀;随着应变速率的增加,动态再结晶分数有所减小,且变形也更不均匀。

Q345B钢动态再结晶动力学模型研究

在Gleeble 1500热模拟机上进行Q345B钢单道次压缩变形实验,得到其真应力-真应变曲线,结合加工硬化率曲线,确定了Q345B钢动态再结晶临界应变εC、峰值应变εP和稳态应变εS。根据实验结果得到Zener-Hollomon方程和动态再结晶状态图,利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程法得到再结晶体积分数实际值,采用3种不同的再结晶体积分数预报模型对实验数据进行回归,并对再结晶体积分数实测值和预报值进行对比。结果表明,Epsilon-S/Epsilon-C模型精度最高,Epsilon-S模型精度次之,Epsilon-P模型精度最差。

300M钢动态再结晶动力学

基于等温恒应变速率压缩实验,对300M钢在变形温度为850℃～1180℃、应变速率为0.01s-1～10s-1条件下的热变形行为,及其动态再结晶动力学行为进行研究。结果表明,当ln Z>33.37时,300M钢应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,热变形过程发生两轮动态再结晶;当ln Z<33.37时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,热变形过程仅发生一轮动态再结晶。根据压缩实验结果,分别构建300M钢第一轮动态再结晶和第二轮动态再结晶的峰值应变、临界应变、平均晶粒尺寸和体积分数动力学模型。

1235铝合金动态再结晶动力学模型及氧化夹杂的影响

通过Gleeble热模拟试验建立动态再结晶动力学模型,研究氧化夹杂对1235铝合金的动态再结晶行为的影响。研究表明,经不同净化处理的1235铝合金在热变形条件下均发生一定程度的动态再结晶。动态再结晶体积分数的计算值与实测值接近(相关系数R大于0.92),相关性高。在相同热变形条件下,含杂量越低,热压缩时动态再结晶的速度越慢,细小的夹杂物阻碍了动态再结晶晶粒的长大,再结晶晶粒细小。

37Mn5钢高温变形抗力模型及动态再结晶动力学模型研究

通过Gleeble热模拟试验获得不同变形条件下37Mn5钢的应力应变试验数据,采用不同模型对试验数据进行回归,找到适合37Mn5钢高温变形时的变形抗力模型。同时,通过计算得到了该钢的动态再结晶动力学方程和动态再结晶体积分数表达式。将以上模型的计算值与实测值进行比较,结果表明,计算值与实测值非常接近。

动态再结晶动力学模型的研究

本文提出了依据热变形σ－ε信息确定动态再结晶分数的方法，建立了ε_（０．５）同变形工艺参数间的关系模型，构造了一种新的动力学表象模型。本文还提出了求解模型待定参数的数值方法。作为应用，考察了Ｓｔ４１钢热压缩条件下动态再结晶动力学行为。结果表明、动力学方程中的α值及ε_（０．５）指教同关于Ｃ－Ｍｎ钢报道值一致。

AZ80镁合金流变应力预测及动态再结晶动力学

采用Gleeble-1500对AZ80镁合金进行热压缩实验,研究其在变形温度为573K^723K、应变速率为0.001s^(-1)~1s^(-1)条件下的高温变形特性及动态再结晶行为。根据真实应力-应变曲线,建立了考虑应变影响的双曲正弦本构模型,模型计算的应力值与实验值相对误差为2.52%。利用未再结晶区的真实应力-应变曲线,建立了AZ80镁合金的动态再结晶动力学模型。

AZ91镁合金的热压缩行为(Ⅲ)--基于元胞自动机模拟的再结晶动力学

根据元胞自动机的模拟结果研究了AZ91合金热压缩过程中的再结晶动力学。结果表明,随着应变量增加,再结晶分数增加;随着变形温度升高,再结晶速率加快。稳态组织的平均晶粒尺寸与Zener-Hollomom参数成反比,指数为-0.05。压缩过程中,所有晶粒的平均尺寸迅速下降后缓慢减小至稳态值,原始晶粒平均尺寸呈线性减小为0,再结晶晶粒平均尺寸先增加至某一峰值后缓慢下降至稳态值。基体内同时存在的多次再结晶现象使得流变曲线呈单峰特征。

10% Cr/Cu复合材料的热变形行为及再结晶动力学模型

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度为650-950℃、应变速率为0.001-1 s^-1、变形量为60%的条件下对10%Cr/Cu复合材料进行热模拟压缩试验。依据热模拟实验数据,绘制出10%Cr/Cu复合材料的流变应力曲线,分析变形温度、应变速率对流变应力的影响。用线性回归法确定出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能（Q）和高温变形本构关系模型,并引入应变对模型进行修正,最后通过误差分析验证了方程的可靠性。结果表明：10%Cr/Cu复合材料的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减少;计算得出10%Cr/Cu复合材料的热变形激活能为260.7 kJ/mol;建立了复合材料的本构方程,对构建的本构方程模型进行误差验证得出平均相对误差为7.39%;利用Avrami模型求出了复合材料的动态再结晶分数模型,该模型表明在高温和较低应变速率条件下有利于该材料发生动态再结晶。

动态硫化尼龙12/丙烯酸酯橡胶热塑性弹性体的非等温结晶动力学

利用熔融共混动态硫化法制备了尼龙12/丙烯酸酯橡胶热塑性弹性体(PA 12/ACM TPV),采用差示扫描量热仪测试了PA 12/ACM TPV和PA 12在不同降温速率下的非等温结晶行为,并分别用Ozawa和Mo方程研究了材料的非等温结晶动力学。结果表明,不同降温速率下,PA 12/ACM TPV和PA 12的结晶峰均为单峰,前者的结晶速率大于后者;Mo方程可以很好地描述PA 12/ACM TPV和PA12的非等温结晶过程,而Ozawa方程则不适合;采用Mo方程分析,PA 12/ACM TPV中橡胶相ACM的存在提高了PA 12的结晶速率。

42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为

目的通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程,研究在压缩量为60%、变形温度为950~1100℃和应变速率为0.01~10s^(-1)条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。方法将热压缩试样沿轴线对半分开,以试样中心和边部位置作为金相观察区,分析42CrMoA钢的热变形行为,将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中,模拟过程的变形参数与实验过程的相同,通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪,实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。结果在压缩过程中42CrMoA钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。随着温度的升高,试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升,且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。模拟结果显示,当温度由1000℃升高至1100℃时,试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%,在相同条件下,通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。结论基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程,实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%,验证了动态再结晶模型的准确性。

一类高阶非线性非自治动态方程的动力学性质

研究了时间测度链T上的一类高阶非线性非自治动态方程的动力学性质,利用时间测度链理论,结合一些经典不等式,得到了该系统新的动力学性质,并举例说明了本文定理的重要性。

60Si2Mn钢的动态再结晶动力学模型

研究了60Si2Mn弹簧钢在变形温度730~1000℃、应变速率0.01~5 s^(-1)下的动态再结晶(DRX)行为。通过对试验钢单道次热压缩试验的数据处理,得到了流变应力曲线;借助加工硬化率拟合出各热变形条件下的动态回复曲线,建立动态再结晶动力学模型,根据模型预测出不同热变形参数下的动态再结晶体积分数。结果表明,弹簧钢的动态再结晶行为对变形温度和应变速率敏感。随着应变速率的降低或变形温度的升高,动态再结晶软化的临界应变降低,DRX的体积分数增加。预测值与试验值吻合良好,验证了动态再结晶动力学模型对弹簧钢的适用性。

低碳合金钢高温本构方程及动态再结晶行为研究

利用Gleeble-3800热模拟机对典型低碳合金钢实施了变形温度900-1100℃,应变速率0.01、0.1、1.0和10 s^（-1）,最大真应变为0.6的等温压缩模拟试验。通过对试验数据的回归分析,建立了应变为0.3的表观常数与物理常数Arrhenius型本构方程、动态再结晶动力学模型及运动学模型。结果表明：表观常数与物理常数Arrhenius型本构方程预测值与试验值的相关系数分别为0.9921和0.9879,平均相对误差值分别为3.6753%和5.4266%;临界应变与峰值应变之间存在关系：εc=0.4969εp;在变形温度900-1100℃,应变速率0.01 s^（-1）与变形温度1000-1100℃,应变速率0.1 s^（-1）试验条件下材料发生明显动态再结晶。

多杆柔性机器人动力学方程的瞬态动响应数值求解方法

本文运用有限元方法建立了考虑杆及关节柔性的多杆柔性机器人动力学微分方程，并对纽马克法进行修正，用来求解多杆柔性机器人的瞬态动响应，获得满意的结果。

一类光学非线性动力学系统的稳态、动态特性与不稳性

本文研究激子类光学非线性材料的动力学行为及不稳定性,包括双稳态和动态响应,失稳条件分析、自脉动以至混沌,给出了一些有意义的结果。 根据全量子理论,把半导体激子型光学非线性材料看作非均匀加宽的二能级系统,可得到一组动力学方程(M.L.Steys—Ross等,1983),能够描述某种光双稳特性。我们曾指出。