基于Arrinus方程的GH4706高温合金应变补偿高温流变应力模型的建立

GH4706高温合金的高温流变应力模型对指导GH4706锻件生产、预测设备吨位有着重要作用。本文推导了Arrinus方程的高温合金应变补偿高温流变应力的模型,归纳总结了相关流程,成功将该流程自动化,将必要的数学工具模块化。并由此建立了Python综合性数据处理与分析模块,该模块由六大模块组成,可以自动实现高温流变应力曲线的导入、数据处理、自动拟合材料参数、拟合精度的评估等数据处理与分析的操作。最终使用该模块建立了GH4706高温合金的高温流变应力模型,均方根误差(RMSE)只有8.316,且计算速度极快,这对加快生产效率有着重要意义。

近β钛合金Ti-55511热塑性变形的流变应力分析与Arrhenius本构方程研究

主要研究Ti-55511钛合金在变形温度为700~850℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0.6条件下的热压缩变形行为。结果表明,Ti-55511钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,峰值应力随变形温度降低和应变速率升高而升高。为消除热压缩过程中的温升效应,提高模型的准确性,本文采用新的温度修正方法,即通过Arrhenius方程推导,并利用数学外推法,对实验流变应力曲线进行温度修正,修正结果表明,变形温度越低、应变速率越高,温升和流变应力增量越大。在温度修正的基础上,建立基于应变补偿的Arrhenius本构方程,用该本构方程预测的流变应力与实测流变应力之间的相关系数(R2)和平均绝对相对误差(average absolute relative error,AARE)分别为0.991和6.65%,表明用本构方程能够精确地预测不同热变形条件下的流变应力。

铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为与热加工图

目的研究铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为,并建立热加工图评估出合适的热变形参数。方法在变形温度900~1200℃和应变速率0.01~10 s^(−1)条件下开展热压缩实验,分别构建应变0.2、0.4、0.6、0.8下的热加工图,结合扫描电镜对变形后的微观组织进行分析。结果30CrMnSiNi2A钢在压缩过程中真应力的变化是加工硬化和动态软化协同作用的结果;在低应变速率时(0.01、0.1 s^(−1)),流动曲线在应力值达到峰值应力(σp)后都表现出流动软化现象,而在高应变速率下流动曲线则表现出连续的加工硬化现象。结论根据变形试样的微观组织和塑性流动是否稳定,可将热加工图分为3个区:流动失稳区、不完全动态再结晶区、完全动态再结晶区,在完全动态再结晶区内的晶粒细小均匀,所以将变形温度1100~1180℃、应变速率0.01~0.5 s^(−1)确定为适合于30CrMnSiNi2A钢的加工窗口。

LNG用高锰超低温钢高温流变应力的温度依赖性

在800~1 000℃温度范围内,利用Gleeble-3800热模拟试验机对LNG用高锰钢进行应变速率为10/s的高温拉伸试验,研究了不同拉伸温度对流变应力及断裂机制的影响,建立了流变应力、应变速率及拉伸温度之间的本构方程。结果表明:断后试样的断面收缩率随着拉伸温度的升高而增加,而流变应力随之降低,由530 MPa降至312 MPa;断口韧窝的尺寸和深度随着温度的升高而增大,呈现晶界滑移和MnS、TiN、Al2O3等夹杂物脱落两种形貌。在应变速率为10/s、800~1 000℃温度范围内,LNG用高锰钢的热变形本构方程为ε=1.2×10^(19)[sinh(0.01σp)]^(4.4)exp[550.18×10^(3)],且该方程模型与实测值吻合程度较高。

1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料热变形模型对比分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为25~400℃、应变速率为0.01~10s^(-1)和真应变为0.85的条件下,对1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料进行了热压缩试验,研究其热变形行为,建立了应变补偿的Arrhenius (SCA)、修正的Johnson-Cook (MJC)和修正的Zerilli-Armstrong (MZA) 3种本构模型,并对流变应力的预测值与实验值进行对比。结果表明,层状复合材料流变应力呈加工硬化型,并随温度升高或应变速率降低而降低;在100℃/0.5s^(-1)、200℃/0.1s^(-1)和300℃/0.1s^(-1)条件下,层状复合材料组元层间变形较为协调;3种本构模型中,MZA模型的相关系数最高,R为0.99085、平均绝对相对误差最低,e_(AARE)为0.046966,更适合描述1060Al/Al-Al_(2)O_(3)/1060Al层状铝基复合材料的热变形行为。

浅析变截面预应力连续箱梁施工技术

将变截面预应力连续箱梁施工技术作为研究对象,分析某工程基本情况,简单介绍了其施工顺序,并从预应力混凝土箱梁预制、梁体架设、预应力混凝土连续箱梁挂篮施工等几个方面,详细研究施工关键技术,最后整理质量控制措施相关内容。

TC4焊接接头热变形行为及组织演变研究

基于Gleeble高温拉伸试验,研究TC4钛合金焊接接头在温度为700~950℃、应变速率为10-4~10-1s-1条件下的热变形行为,使用Arrhenius双曲正弦模型建立TC4焊接接头的热变形本构方程,并采用金相显微镜、SEM、EBSD等手段研究焊接接头在热变形过程中的显微组织演变规律。结果表明:TC4焊接接头在热拉伸过程中的流变应力对变形温度和应变速率敏感,随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;焊接接头的伸长率受变形温度和应变速率的耦合作用,随变形温度的升高和应变速率的降低而升高。通过本构方程计算得出焊接接头在(α+β)两相区的变形激活能为547.385 kJ/mol,软化机制为动态再结晶。随变形温度的升高,焊缝金属内部β相含量升高、大角度界面减少、几何必要位错密度降低,导致焊接接头的流变应力降低,伸长率升高。

7075铝合金热压缩变形流变应力

在Gleeble 15 0 0热模拟试验机上 ,采用高温等温压缩试验 ,对 70 75铝合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明 ,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小 ,流变应力随变形温度升高而降低 ,随应变速率提高而增大 ;可用Zener Hollomon参数的指数形式来描述 70

5083铝合金热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上,当变形温度为300-500℃、应变速率为0.01-10 s^-1、真应变为0-0.8时,采用圆柱体等温热压缩实验研究5083铝合金变形流变应力行为。通过分析流变应力指数函数中系数A、β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程。运用该本构方程对5083铝合金不同应变速率、变形温度及应变条件下的流变应力进行预测,发现流变应力预测值与温升修正值吻合得相当好。

7150铝合金高温热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7150铝合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300～450℃和应变速率为0.01～10s-1条件下的流变应力行为。结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热流变行为,其变形激活能为226.6988kJ/mol;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒在晶界交叉处出现并且晶粒数量逐渐增加;合金热压缩变形的主要软化机制由动态回复逐步转变为动态再结晶。

2026铝合金热压缩变形流变应力行为

在变形温度为300-450℃、应变速率为0.01-10 s^-1的条件下,在Gleeble-1500热模拟机上采用圆柱体压缩实验对2026铝合金热变形流变应力行为进行了研究。由试验得出变形过程中的真应力真应变曲线,并利用本构方程对流变应力值进行修正,进而根据修正后的应力值绘制功率耗散图。结果表明：变形过程中的应力值随温度的升高而降低,随应变速率的增大而升高,且修正后的稳态应力值高于未修正值;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述2026铝合金热压缩变形时的流变应力行为;高温低应变速率条件下的功率耗散系数最大,该变形区发生了组织转变。

Al-Cu-Mg-Ag合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织

采用热模拟实验对Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金进行热压缩实验,研究合金在热压缩变形中的流变应力行为和变形组织。结果表明:Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金在热压缩变形中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为196.27kJ/mol;在变形温度较高或应变速率较低的合金中发生部分再结晶,并且在合金组织中存在大量的位错和亚晶;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,位错密度减小,合金的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。

变形镁合金高温变形流变应力分析

AZ31B镁合金是应用最广泛的变形镁合金 ,研究它在高温下的流变应力对热加工过程有很大的实际意义。采用实验法研究了AZ31B镁合金高温高应变速率压缩时流变应力 ,结果表明镁合金在5 73～ 72 3K、应变速率为 0 .0 1～ 5s-1进行高温压缩的情况下 ,变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响 ,流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而升高 ,其稳态流变应力同Zener-Hollomon参数的对数之间呈线性关系。

新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形流变应力特征

采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩变形实验,研究了一种新型Al-7.5Zn-1.6Mg-1.4Cu-0.12Zr合金在变形温度为380～460℃、应变速率为0.001～0.1s-1条件下的流变应力特征,并利用TEM分析了合金在不同变形条件下的组织形貌特征。结果表明,应变速率和变形温度对合金流变应力的大小有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大;合金平均亚晶尺寸随温度补偿应变速率Zener-Hollomon参数的升高而减小。可用Zener-Hollomon参数描述该Al-Zn-Mg-Cu合金热变形时的流变应力行为。

2519铝合金热压缩变形流变应力行为

在 Gleeble- 15 0 0热模拟机上对 2 5 19铝合金进行等温热压缩实验 ,变形温度为 30 0～ 5 0 0℃ ,应变速率为0 .0 5～ 2 5 s- 1 ,研究其热压缩变形的流变应力行为。结果表明 :2 5 19铝合金真应力 -应变曲线在低应变速率 (ε<2 5 s- 1 )条件下 ,流变应力开始随应变增加而增大 ,达到峰值后趋于平稳 ,表现出动态回复特征 ;而在高应变速率 (ε≥ 2 5 s- 1 )条件下 ,应力出现锯齿波动达到峰值后逐渐下降 ,表现出不连续再结晶特征。在用 Arrhenius方程描述 2 5 19铝合金热变形行为时 ,其变形激活能 Q为 16 7.81k J/

5182铝合金热压缩变形流变应力

在Gleeble -15 0 0热模拟机上对 5 182铝合金在应变速率为 0 .0 5 -2 5S- 1 ,变形温度为 3 0 0～ 5 0 0℃条件下的流变应力行为进行了研究 .结果表明 :在实验范围内 ,5 182热压缩变形时均存在较明显的稳态流变特征 ;在高应变速率 ( ε =2 5S- 1 )下 ,当变形温度为 3 0 0℃时 ,流变应力出现了明显的峰值应力 ,表现为连续动态再结晶特征 ;可采用Zener-Hollomon参数的的双曲正弦函数来描述 5 182铝合金高温变形时的流变应力行为 ;获得的流变应力σ解析表达式中A、α和n值分别为 2 1.3 6× 10 1 1 s- 1 、0 .0 17MPa- 1 和 5 .2 3 ;其热变形激活能Q为 195 .86kJ mol.

热压缩2519铝合金流变应力特征

采用Gleeble -15 0 0热模拟机进行高温等温压缩试验 ,研究了 2 5 19铝合金在高温塑性变形时的流变应力特征。试验温度为30 0～ 5 0 0℃、应变速率为 0 .0 5～ 2 5s- 1 。实验结果表明 :2 5 19铝合金真应力 -应变曲线在低应变速率 ( ε≤ 2 5s- 1 )条件下 ,流变应力开始随应变增加而增大 ,达到峰值后趋于平稳 ,表现出动态回复特征 ;而在高应变速率 ( ε≥ 2 5s- 1 )条件下 ,应力出现锯齿波动达到峰值后逐渐下降 ,表现出不连续再结晶特征 ;应变速率和流变应力之间满足双曲正弦关系 ,温度和流变应力之间满足Arrhenius关系 ;可用包含Arrhenius项的Zener -Hollomon参数来描述 2 5

基于流变应力特性的铝合金淬火残余应力数值模拟及试验研究

依据相关试验数据引入铝合金的流变应力特性曲线,对7075铝合金板材淬火过程进行温度场和应力场的直接热力耦合数值模拟,研究7075铝合金板材最终淬火残余应力的分布规律,并采用盲孔法对7075铝合金板材最终淬火残余应力进行测量,试验测量结果表明考虑铝合金流变应力特性的直接耦合法数值模拟出的铝合金淬火残余应力分布具有很好的准确度,同时借鉴相关文献的试验测量数据对直接耦合和准耦合两种数值模拟方法仿真出的铝合金板材内部最终淬火残余应力分布结果进行比较和评价,评比结果显示考虑铝合金流变应力特性的直接耦合数值模拟结果具有更好的准确度,能够准确模拟出铝合金板材内部最终淬火残余应力在厚度方向上(表面至中层)的非单调分布规律。

镁合金塑性成形技术——AZ31B成形性能及流变应力

通过热模拟压缩试验研究了镁合金AZ31B在不同温度下的成形性能,获得了200～400°C温度下的镁合金变形特性和流动应力.试验结果发现,镁合金在低于200°C以下的温度范围内变形困难,发生断裂.在高于400°C时,由于镁合金极易氧化,不适合塑性加工.试验显示,镁合金塑性成形的最佳温度为250～400°C.由于镁合金在高温下的软化效应,流变应力随应变的增加而下降,提出了适合镁合金塑性成形的流变应力模型.试验结果表明,该模型适用于镁合金热变形过程的流变应力分析.

7050铝合金热压缩变形的流变应力本构方程

对7050铝合金在应变速率为0.01-10s-1、变形温度为250-450℃条件下的流变应力行为进行了实验研究。结果表明:7050铝合金热压缩变形中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的增加而降低;通过线性回归分析计算出7050材料的应变硬化指数n以及变形激活能Q,获得了7050铝合金高温条件下的流变应力本构方程。