Ti_(2)AlNb合金应变速率敏感指数和应变硬化指数与变形参数和晶粒尺寸关系研究

以Ti_(2)AlNb合金板材为研究对象,基于变形温度为1 273~1 423 K、应变速率为0.001~10 s^(-1)范围内的等温恒应变速率热压缩实验,深入分析了变形参数和微观组织对应变速率敏感指数m和应变硬化指数n的影响。结果表明:Ti_(2)AlNb合金的流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;Ti_(2)AlNb合金等温压缩过程中的峰值m为0.61,出现在1 323 K/0.001 s^(-1);当变形温度为1 273~1 323 K时,m随应变速率的增大而减小,当变形温度为1 373~1 423 K时,m随应变速率的增大而增大;当应变速率为0.001 s^(-1)时,n随应变的增大呈现先减小后增大的趋势,而当应变速率为0.01~10 s^(-1)时,n却呈现先增大后减小的变化趋势;Ti_(2)AlNb合金应变硬化指数n值和应变速率敏感指数m值均随着晶粒尺寸的增大而减小;Ti_(2)AlNb合金板材较优的加工区间为1 273~1 323 K/0.001~0.01 s^(-1)以及1 373~1 423 K/0.1~1 s^(-1)。这对通过工艺优化组织,进而改进Ti_(2)AlNb合金板材的性能具有重要的理论意义和工程价值。

拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性，从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发，讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度v和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法，并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%A1合金在常态(18℃)和超塑状态(340℃)时三种变形路径下应变速率敏感性指数mε、mv和mF的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差，而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明，即使在相同的应力状态下，应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题，要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因，进而揭示其力学本质。

应变速率敏感系数(m值)测试方法探讨

采用速度突变法、等应变速率拉伸法测定了应变速率敏感系数 (m值 )。探讨了拉伸速度的变化和不同变速位置对m值测试结果的影响。结果表明 ,增加试验速度 ,使m值测试结果提高。在相同的试验条件下 ,对不同材料的m值进行了测试分析。

超塑性拉伸变形应变速率敏感性指数的试验测量及其精细分析

从理论上导出不同典型变形路径下用试验参数F(变形载荷 )、v(十字头速度 )和l(试样标距长度 )表达的应变速率 ( ε)敏感性指数m的一组公式 ,并由此建立了在一组恒 ε试验、恒v试验和定F试验曲线上测量定长度应变速率敏感性指数ml、恒速度应变速率敏感性指数mv 和定载荷应变速率敏感性指数mF 的统一方法。在同一组恒 ε(恒v或定F)曲线上测得ml、mv 和mF,而且测得的ml、mv 和mF 是不相同的 ,这说明超塑性变形具有较强的结构敏感性。但是在不同组的恒 ε、恒v和定F试验曲线上用相同的测量公式测得的ml、mv 或mF 的值也各不相同 ,便是应分析的问题 ,于是又对m值的结构敏感性作了精细分析。

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1073～1323 K、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。

{102}拉伸孪晶对AZ31B镁合金动态力学行为及应变速率敏感性的影响

采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,分析了AZ31B镁合金沿挤压方向压缩和拉伸时的不对称性和应变速率敏感性。结果表明:沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶{102}<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感;沿挤压方向拉伸时,拉伸孪晶不能启动,位错滑移参与变形,应变速率敏感性有所提高;由于拉伸孪晶只能单向启动,AZ31B镁合金在挤压方向的动态拉压不对称性显著。

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发，导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ 和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式，而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合，这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题，即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同，甚至出现了ｍＦ会大于１，ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。

典型汽车用钢板应变速率敏感性实验

为研究应变速率对汽车钢板冲压成形性能的影响,采用单向拉伸实验,对3种不同强度级别的典型汽车用钢板进行应变速率敏感性研究。结果显示,电镀锌BSUFD+Z钢板的屈强比对应变速率的敏感性最大,其次是烘烤硬化BH220钢板,敏感性最小的是双相DP600钢板;双相DP600钢板的硬化指数具有较大的应变速率敏感性,而电镀锌BSUFD+Z钢板和烘烤硬化BH220钢板的硬化指数对应变速率的敏感性较低;3种钢板的应变速率敏感指数,电镀锌BSUFD+Z钢板最大,烘烤硬化BH220钢板次之,双相DP600钢板最小。研究结果为汽车钢板快速冲压生产工艺设计提供了参考。

Al-Li 单晶体流变应力的应变速率敏感性

Ａｌ－Ｌｉ二元单晶体的流变应力和应变速率，温度以及时效状态的关系可以符合动态应变时效的理论。负的应变速率敏感性是Ａｌ－Ｌｉ合金中锯齿流变产生的必要条件。

工业纯钛中低温拉伸行为的温度与应变速率敏感性

结合拉伸实验数据和断口形貌分析发现,中低温下工业纯钛的拉伸应力-应变曲线随着温度的升高和应变速率的降低不断降低,拉伸行为存在温度软化与应变速率强化现象,并且拉伸行为的温度敏感性强于应变速率敏感性。基于工业纯钛强度参量随着温度和应变速率的变化规律得到了定量的工业纯钛强度参量与温度和应变速率的关系式。为了定量地描述工业纯钛中低温拉伸应力-应变曲线的温度与应变速率敏感性,对Arrhenius方程、Johnson Cook(JC)方程和Modified Zerilli-Armstrong(MZA)方程在工业纯钛中低温拉伸行为的应用进行比较发现,Arrhenius方程的预测精度最高,MZA方程次之,而JC方程的预测精度最低。

用试验参数表达的应变速率敏感性指数的理论公式及其测量

从理论上建立了一组恒应变速率、恒变形速度和恒变形载荷变形路径下的应变速率敏感性指数测量公式,并给出在对应的试验曲线上的测量方法.同时针对Zn质量分数5％Al合金在常态(18℃)下的试验结果进行了测量和比较,从而说明这种合金即使在常态(18℃)下也具有较强的结构敏感性.

汽车薄板钢应变速率敏感性影响有新论

日前，德国学者研究了汽车薄板钢在碰撞条件下，应变速率、温度、应变和显微组织对其应变速率敏感性的影响。 该研究通过液力伺服动态拉伸实验阐述了各参数对汽车薄板用钢应变速率敏感指数m值的影响。研究主要结论如下：汽车碰撞实验中，在应变速率为10^-3s^-1～200s^-1、温度在233K～373K范围内，汽车薄板用钢的动态变形行为是一个热激活过程，流动应力随着应变速率的增加或者是温度的降低而增加。

Sn-Bi二元合金应变速率敏感性的研究

基于合金的微观组织观察,考察了Sn-xBi(x=10,20,30,40,50和58)合金在拉伸载荷下的应变速率敏感行为。试验结果表明,Sn-xBi(x=10和20)合金的微观组织由β-Sn基体及分布于其上的Bi粒子组成,合金形变由晶界滑移控制,应力指数较大;Sn-xBi(x=30,40,50和58)合金微观组织以网状共晶组织为基体,其形变机制随着Bi含量的增大,转变为相界滑移,应力指数减小。当应变速率由0.0001 s^(-1)增大到0.1 s^(-1)时,Sn-20Bi的断裂模式由延性断裂转变为具有塑性形变的混合断裂。这一断裂模式的转变与合金在不同速率下的形变机制有关。

单晶铝的负应变速率敏感性

面心立方金属通常具有较弱的正应变速率敏感性,即流变应力随着应变速率的增加而增加。近年的研究表明,随着晶粒尺寸或单晶样品尺寸减小到微纳米尺度,其正应变速率敏感性显著增加。然而,通过位移速率控制条件下压缩测试,作者发现当单晶铝柱的直径<190 nm左右时,其呈现出反常的负应变率敏感性。分析表明,这一现象的产生是由于在较低应变率下,铝柱内产生的位错容易从表面逃逸,其后续塑性变形由位错表面形核机制主导,流变应力较高;而在较高应变率下,铝柱内产生的位错在从表面逃逸前已发生交互作用,其塑性变形由内部位错增殖机制主导,因而流变应力相对较低。上述发现丰富了人们关于几何尺寸降低对金属加载速率响应行为的认知。

基于高速拉伸试验的车身用钢板材料应变速率敏感特性研究

在室温下对不同钢板在各种应变率下的拉伸变形力学行为进行了试验,基于试验数据与Johnson-Cook模型(不包含温度因素)理论进行对比分析。研究表明,车身用钢板材料的拉伸强度随应变速率的增加而增强;不同材料的应变速率敏感性随抗拉强度的增加而降低;应变速率每递增一个数量级,所引起的强度增加的绝对值是一个相对稳定的常数。

闭孔粉煤灰泡沫铝的应变速率敏感性(英文)

随着金属泡沫在工程应用中的增加,对它们在不同应变速率下的动态行为进行研究是有必要的。采用熔体发泡法制备闭孔粉煤灰泡沫铝,并对其在应变速率从700 s^(-1)增加到1950 s^(-1)时的应力—应变行为进行研究。使用商用有限元软件Abaqus/Explicit对分离式霍普金森压杆(SHPB)的数学模型进行模拟。实验和模拟结果证实了数学模型是可用的。研究了应变速率对抗压强度和能量吸收的影响,得到了多种应变率下的应力—应变曲线。结果表明,闭孔粉煤灰泡沫铝对应变速率是敏感的。

汽车覆盖件用6016铝合金板高应变速率敏感性试验研究

汽车碰撞（被动）安全性常用仿真分析方法来预测,高应变速率下材料性能参数的准确性关系到汽车碰撞仿真分析的精度。针对国内外的4种汽车覆盖件用6016铝合金板,进行了不同应变速率（5-500 s-1范围内）的高速拉伸试验,利用Johnson-Cook模型进行数据处理,系统研究了4种汽车覆盖件用6016铝合金板的力学性能（屈服强度、抗拉强度及断裂伸长率）和耐碰撞性能的应变速率敏感性。研究结果表明,4种6016铝合金板的屈服强度和抗拉强度具有较低的速率敏感性,其断裂伸长率和耐碰撞性能具有较高的速率敏感性。

应变速率敏感性指数的理论和测量规范

应变速率敏感性指数m是判定材料超塑性的重要力学指标,用拉伸实验测量m值的力学研究已有很多,对超塑性的进展也有很大贡献.首先从回顾已有拉伸实验测量m值的公式,并且把它们归类为定长度m值的ml,恒速度m值的mv和定载荷m值的mP三种典型变形路径下的应变速率敏感性指数.进而基于拉伸变形的本构方程和塑性力学的基本原理,建立了广义m值的约束方程.结合三种典型变形路径规范了m值的力学定义,并由本构方程定义的广义m值公式统一推导出ml,mv和mP的测量公式.提出结合典型变形路径用数值模拟测量m值的精确方法.测量结果表明,m值不仅不是常数,而且其变化规律与所处的变形路径有密切关系,用相同的测量公式测量不同变形路径下的m值,测得的结果相差悬殊,在同一变形路径下用不同的测量公式测得的结果也各异.对于m值的测量必须指明所处的变形路径,并且要用对应的测量公式才能测得正确结果.此外,还从理论和实验两方面都解答了为什么恒速变形路径下的mv值往往是负值,而定载荷变形路径下测得的mP值往往会大于1.对m值的深入分析和精确测量的探讨,旨在为超塑性宏观变形的力学规律与微观物理机理的衔接的研究提供条件.

超细晶工业纯钛的变形、应变速率敏感性和激活体积

在温度为250~450℃、应变速率为1×10-4~1s-1的条件下,对超细晶工业纯钛进行变速率压缩实验,计算超细晶工业纯钛的应变速率敏感性因子和激活体积,并研究超细晶工业纯钛的变形行为。结果表明:超细晶工业纯钛在稳态变形阶段存在流变软化效应,这是受变形过程中大角度晶界和位错活动所控制的。超细晶工业纯钛的应变速率敏感性因子和激活体积在数值上都相对较低,应变速率敏感性随着变形温度的升高而增加,但激活体积独立于变形温度。应变速率敏感性和激活体积的数值表明晶粒内部位错之间几乎无交互作用,而位错与晶界之间的交互作用显著影响超细晶工业纯钛的塑性变形。

TC11钛合金应变速率和温度敏感系数

采用热模拟试验方法，对TC11钛合金在温度为850℃～930℃，应变速率为0．001～1．0，最大变形程度50％条件下的高温流变应力变化规律进行了研究．在分析变形温度、变形程度和应变速率对流动应力影响规律的基础上，确定了TC11钛合金的高温应变速率敏感系数m=0．1688，以及温度敏感性指数S=10233，为钛合金高温变形过程的数值模拟提供了重要计算参数．