Ti60合金的流动应力行为及本构关系

采用Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机对Ti60合金试样进行等温恒应变速率压缩实验,研究合金在700~950℃温度范围,0.001~10 s-1应变速率范围的流动应力行为,并分别基于双曲正弦函数型Arrhenius方程和逐步回归法建立该合金的本构关系。结果表明,Ti60合金流动应力随应变速率增加和变形温度下降而增大,且因变形参数不同,流动应力呈现流动稳态型和流动软化型两种特征。基于双曲正弦函数型Arrhenius方程所建立的本构关系计算精度较低;基于逐步回归法和全实验温度段(700~950℃)所建立的本构关系具有较高的计算精度;而基于逐步回归法和温度分段(700~800℃和800~950℃)所建立的本构关系具有更高的计算精度。

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金高温流动应力行为及本构关系建立

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对机械合金化+热压工艺制备的Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究合金在800~1200℃,0.001~0.1s^(-1)条件下的流动应力行为,并分别基于双曲正弦函数型Arrhenius方程和逐步回归法建立合金的本构关系。结果表明,Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的韧脆转变温度在950~1000℃之间。当温度≤950℃时,合金尚未达到屈服就已发生断裂;当温度≥1000℃时,合金呈现出较好的塑性变形能力。合金流动应力随变形温度增加和应变速率降低而降低。合金在1050~1200℃、0.001 s^(-1)和1150~1200℃、0.01 s^(-1)条件下呈现流动稳态型特征;在1000℃、0.001 s^(-1),1000~1100℃、0.01 s^(-1)和1000~1200℃、0.1 s^(-1)条件下呈现流动软化型特征。基于双曲正弦函数型Arrhenius方程建立的峰值流动应力本构关系和应变补偿本构关系的平均绝对相对误差AARE分别为9.89%和13.859%;基于逐步回归法建立的全实验条件下的本构关系、流动应力稳态型曲线本构关系和流动应力软化型曲线本构关系的平均绝对相对误差AARE分别为8.63%、5.28%和6.83%。所建立的几种本构关系,可为Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的锻造工艺制定、锻造设备吨位选择以及锻造过程有限元数值模拟提供理论依据和基础数据。

Ti60合金的热变形行为及加工工艺参数优化

在变形温度600~950℃,应变速率0.001~10s^-1条件下,采用Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机对Ti60合金进行等温恒应变速率压缩实验。通过分析流动应力行为,计算应变速率敏感指数m和应变硬化指数n,并综合考虑加工图和变形微观组织来研究该合金的热变形行为,得到优化的加工工艺参数范围。研究结果表明,Ti60合金的流动应力-应变曲线在不同工艺参数条件下分别呈现流动稳态型和流动软化型。应变速率敏感指数m随着变形温度升高和应变速率降低而增大。应变硬化指数n随着变形温度升高而减小;随着应变速率的增加在低应变速率(0.001~0.1s^-1)区间增大,在高应变速率(1~10s^-1)区间减小;随着应变的增加在高温段(800~950℃)的低应变速率(0.001~0.1s^-1)区间较缓慢地减小,在高温段(800~950℃)的高应变速率(1~10s^-1)区间以及低温段(600~750℃)的所有应变速率(0.001~10s^-1)区间较明显地减小。Ti60合金存在2个功率耗散效率峰值区域,其对应的热力学参数窗口分别为温度725~875℃,应变速率≤0.003s^-1和温度875~938℃,应变速率≤0.04s^-1。从流动应力行为、应变速率敏感指数m、应变硬化指数n以及加工图综合考虑,Ti60合金的最佳热加工工艺参数为:温度800~875℃,应变速率0.001~0.003s^-1,或温度875~938℃,应变速率0.001~0.04s^-1。

Ti-25Nb合金BP神经网络本构模型的建立

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对Ti-25Nb合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究合金在470~620℃,0.001~10s-1条件下的流动应力行为,并基于BP神经网络建立合金的本构模型。结果表明,Ti-25Nb合金的真应力具有负温度、正应变速率敏感性,合金在试验变形条件下均呈现流动软化型特征。基于BP神经网络所建立的本构模型计算精度较高,其相关系数为0.9996,相对误差为4.27%,平均绝对相对误差为1.33%,能够较好地描述并预测Ti-25Nb合金的流动应力行为。