基于应变量耦合的低成本Ti-Al-V-Fe合金本构关系

为了获取新型低成本Ti-Al-V-Fe合金热成形工艺窗口,研究了热加工参数为变形温度875~1100℃、应变速率0.001~1 s^-1、变形量70%的低成本Ti-Al-V-Fe合金热变形行为。结果表明:流变应力与变形温度成反比,与应变速率成正比,合金为典型负温度、正应变敏感材料。以热模拟实验数据为依据,运用多元线性回归方法,确定了材料常数与应变的函数关系,建立了基于应变量耦合的α+β两相区及β单相区Arrhennius本构方程,其耦合系数为0.98,表明建立的模型在给定任意应变量时可准确预测流变应力。根据热激活能,判别合金在不同相区软化机制,单相区为动态回复,两相区为动态再结晶。

一种铁镍铬合金的热变形行为及其本构模型的修正

在Gleeble3500热力模拟试验机上对800H合金进行高温单道次压缩实验,结合OM和TEM等表征手段,研究了该合金在变形温度1 000~1 150℃和应变速率0.01~1s-1条件下的热变形行为。结果表明,动态再结晶行为更易发生在较低应变速率和高变形温度条件下,变形过程中动态再结晶形核机制主要包含晶粒碎化、晶界迁移及亚结构合并;考虑应变量因素,建立应变量耦合的双曲正弦本构方程,利用此模型预测合金的流变应力。本构模型预测值与实验测得值之间的线性关系达至0.99648,且平均相对误差仅2.019%,说明这种应变量耦合型本构方程能较好的预测800H合金在实验条件内的流变应力。

超(超)临界火电用新型奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为及本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对新型奥氏体不锈钢CHDG-A进行单道次压缩试验,研究了该合金在950-1100℃和0.01-1 s^（-1）条件下的流变应力变化规律及变形组织演变规律。建立了新型奥氏体不锈钢CHDG-A的传统Arrhenius本构模型,耦合应变量后建立改进型本构模型,并引进相关系数R、平均相对误差δ评估改进型本构模型的预测精度。结果表明：在高温热变形过程中,新型奥氏体不锈钢CHDG-A的流变应力值受应变速率以及变形温度的影响显著,且动态再结晶更易在较低应变速率、较高变形温度条件下发生;应用改进型本构模型得到的流变应力预测值与试验值间的相关系数R为0.9944,而平均相对误差值δ仅为1.9952%,说明该本构模型能较好的预测新型奥氏体不锈钢CHDG-A的流变应力。

热作模具钢4Cr5MoSiV1的热变形行为及本构模型修正

借助Gleeble-3500热模拟试验机和光学显微镜研究热作模具钢4Cr5MoSiV1在变形温度为750~1050℃、应变速率为0.001~0.1 s^-1条件下的热变形行为及显微组织特征。结果表明,4Cr5MoSiV1钢的流变应力随温度升高而降低,随应变速率升高而增大;动态再结晶在低应变速率与高变形温度下更易发生;得到4Cr5MoSiV1钢在该变形参数下的热变形激活能为704.73 k J·mol^-1,建立了应变量为0.2时的Arrhenius高温本构模型,本构参数的拟合相关系数在95%以上。针对传统本构模型的不足,构建了耦合应变量的改进型本构模型,并对本构参数进行了3次、6次及9次拟合。结果表明,9次拟合的相关系数超过97.94%,可以更准确地预测4Cr5MoSiV1钢的热变形抗力。

新型Fe-20Cr-30Ni-0.6Nb-2Al-Mo合金的热变形行为及本构模型

利用Gleeble-3500热力模拟试验机对新型奥氏体耐热(AFA)合金(Fe-20Cr-30Ni-0.6Nb-2Al-Mo)进行单道次压缩试验,研究了合金在1000~1150℃和0.01~1.00 s-1形变参数下的热变形行为。根据热压缩试验数据,绘制了不同形变参数下新合金的真应变-真应力曲线,并分析不同形变参数对合金微观组织的影响;基于Arrhenius方程通过线性回归建立高温形变条件下新材料的热变形本构方程;采用六次多项式对不同应变量下的材料常数进行拟合,建立耦合应变量因素的改进型本构方程。结果表明:在热变形过程中,合金的流变应力水平随着温度的提高而降低,随着应变速率的加快而增加;动态再结晶行为更容易发生在低应变速率和高变形温度的变形参数下;耦合应变量因素的本构模型预测合金的流变应力,预测值与压缩试验结果的相关系数为0.9856,平均相对误差仅3.4426%,可知改进型本构模型能较好地预测新型AFA合金在热变形过程中的流变应力。