GH79合金加工图的流变失稳准则(英文)

在Gleeble-1500D热模拟实验机上对GH79合金进行热压缩模拟实验。在对于GH79合金热变形行为及微观组织演变研究的基础上,分析比较Prasad,Gegel,Malas,Murty和Semiatin5种不同失稳判据,并绘制不同失稳判据的热加工图。从不同失稳判据的热加工图中可以看出,在温度900~930°C、应变速率5×10-4~1.8×10-1s-1和温度960~1080°C、应变速率为5×10-4~1.5×10-1s-1的两个范围内该合金的功率耗散率值大于60%,上述两个区域为GH79合金的适合成形区域。

Ti600合金的流变失稳特性研究

在Gleeble-1500热模拟实验机上采用等温压缩实验的方法研究了Ti600合金两种状态下的热塑性变形行为,分析了合金在变形过程中的流变失稳特征。结果表明:在800～930℃,0.03～10s-1区域内产生流变失稳现象,如出现局部塑性流动,形成绝热剪切带,进而发生开裂。在低温、高应变速率区域(T=800℃,ε=10s-1),可以看到明显的45°开裂现象;在中温、高应变速率区(T=850℃,ε=10s-1),压缩试样侧面出现纵向开裂。

岩石拉伸流变失稳模型及其应用

本文从岩石拉伸流变失稳的基本概念出发,建立了描述岩石拉伸流变失稳的模型,推导了有限元公式,并给出了算例分析,模拟了在开挖过程岩梁初次来压拉伸流变失稳的过程。

Prasad与Murthy流变失稳准则下9310钢热加工图的建立与分析

在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900-1 200℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论（DMM）,在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图,并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的分析。结果表明,本试验条件下,9310钢热变形在Prasad和Murthy流变失稳准则下的稳定性函数ξ（ε·）均大于0;在变形条件为950-1 050℃,0.01-0.1 s-1时具有最佳的热加工性能,此区域内功率耗散率值均大于32%;能量耗散功率恒定时,变形温度对动态再结晶晶粒尺寸起主导作用,变形温度恒定时,高应变速率下的动态再结晶晶粒更加细小均匀。

ZK60镁合金加工图的构建及失稳分析

采用Gleeble-1500热模拟试验机对ZK60镁合金在变形温度为150～400℃,应变速率为0.001～10 s-1条件下的热变形行为进行研究,利用双曲正弦关系式描述了该合金在热变形过程中的稳态流变应力;根据合金动态模型,计算并分析了该合金的加工图.研究表明:利用加工图可确定出该合金热变形的流变失稳区,导致变形失稳的原因主要是孪生和局部流变;试验条件下热变形的最佳工艺参数为变形温度350℃,应变速率0.001 s-1,在该条件下合金发生完全再结晶,具有较好的塑性.

U720Li镍基高温合金不同失稳判据的热加工图

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对U720Li镍基高温合金进行高温压缩模拟试验.在Gegel提出的动态材料模型（DMM）概念的基础上,分别对Prasad,Gegel,Malas,Murthy,Semiatin几种不同的失稳判据进行综合分析与比较,并结合该合金在高温压缩变形过程中的显微组织演变规律得出以下结论：在温度为950~1 050℃,应变速率为5×10-4~10-1s-1的区域U720Li合金功率耗散率值均大于40%,并且在此区域内变形时该合金没有出现流变失稳现象.因此,该合金在此区域内适合成形加工.

镁合金ZK60的三维加工图及失稳分析

在PRASAD提出的二维加工图的基础上，建立包含应变的三维加工图，经分析得到适合镁合金ZK60的失稳判据，讨论并解决了三维力睁工图绘制中的关键技术。在Gleeble-1500热模拟机上对镁合金ZK60进行了热压缩实验，研究了200-360℃和0．01～5／s条件下的热变形行为。该加工图的结果显示一个非失稳、功率耗散峰值区：温度为300～360℃、应变速率为0．01-0．1／s，功率耗散平均值为35％，此区为适合的加工区。

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金加工图的构建及失稳分析

由含Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金在不同变形条件下进行热压缩得到的真应力-真应变曲线,计算合金的热变形本构方程。基于动态材料模型构建合金的加工图,并分析功率耗散系数的变化和失稳区的范围。研究结果表明：该合金在热变形时存在2个失稳区,即低温失稳区（温度300-360℃、应变速率0.05-1 s-1）和高温失稳区（温度400-460℃、应变速率0.005-1 s-1）;在温度440-460℃,应变速率小于0.002 s-1的区域,最大功率耗散系数为0.52,该区域内的变形软化机制为动态再结晶。

TC21合金基于不同失稳判据的热加工图研究

利用Gleeble-3800热压缩模拟试验机,对TC21合金在830~1010℃、0.0005~10s-1条件下进行了热压缩试验。以试验数据为基础,以Arrhenius热变形本构关系模型推导、不同失稳判据下的热加工图的构建为研究主线,获得了该合金不同热变形工艺参数下的本构关系模型和不同失稳判据(Gegel、Malas、Prasad、Murty、Semiatin失稳判据)下的热加工图,并对上述5种失稳判据的理论依据及预测结果进行了分析。应用热加工图理论并结合微观组织,预测了该合金的适合成形加工区和流变失稳区,为TC21合金热加工工艺参数进行了科学合理的优化。

镁合金AZ31B的高温塑性变形及加工图

采用加工图理论系统分析了AZ31B镁合金在高温变形过程中的变形行为。结果表明:采用加工图理论分析材料的高温变形行为能准确直观地反映出材料在不同变形条件下的组织演变规律。分析加工图发现,AZ31B镁合金在300℃以上具有很好的塑性,但是在变形温度为300～350℃时则需要采用较高的应变率,反之则会出现流变失稳现象,合金的塑性显著降低。

应用Murty准则优化TC11钛合金高温变形参数

在THERMECMASTOR-Z型热模拟试验机上对原始等轴组织的TC11钛合金进行热压缩实验,采用基于Murty准则的加工图技术研究该合金在990—1080℃、0.001—70_s^(-1)变形参数范围内的微观变形机制和流变失稳现象,并优化该合金的高温变形参数.结果表明,α+β两相区的较佳变形参数为990—1008℃、0.001—0.02s^(-1),以990℃、0.001s^(-1)附近为最佳,其变形机制为超塑性.在β单相区,中等变形程度(ε<0.6)下的较佳参数为1030—1080℃、0.001—0.1s^(-1),以1060—1080℃、0.001s^(-1)附近为最佳,其变形机制为动态再结晶;而大变形程度(ε>0.6)下的较佳参数为1020—1060℃、0.004—0.6s^(-1),以1040—1050℃、0.016—0.07s^(-1)附近为最佳,其变形机制也是动态再结晶.失稳区出现在β单相区内,其参数范围为1000—1080℃、4.0—70s^(-1),在该失稳区会出现β晶粒的不均匀变形;应变速率在0.001s^(-1)附近时,在β单相区变形会出现β晶粒的动态粗化.

TC11钛合金热变形机制及其热加工图

研究了TC11钛合金在温度800～1050℃，应变速率0．005～5S^-1条件下的高温压缩变形行为，基于动态材料模型建立了热加工图，并结合变形微观组织观察确定了该合金在实验条件下的高温变形机制。结果表明：TC11钛合金在两相区低应变速率下（0．005～0．05S^-1）变形时主要发生片状组织的球化，并且球化的效果随变形温度的降低和应变速率的增加而增加。在两相区高应变速率下（0．05～5s^-1）变形时发生热加工的非稳定流动，产生剪切裂纹和剪切带等缺陷。在卢相区低应变速率下（0．005～0．05S^-1）变形时发生动态再结晶，高应变速率下（0．05～5S^-1）发生动态回复，并且应变速率大于0．1s^-1时有可能发生不稳定流动现象。在变形温度为900℃左右、应变速率为0．005s^-1时，功率耗散率达到峰值，约为57％。

铸态Inconel 625合金热加工图的建立及热变形机制分析

使用Gleeble 3800试验机对铸态Inconel 625合金进行了一系列条件的热压缩实验,根据动态材料模型建立了热加工图,并结合真应力-真应变曲线及微观组织,分析了合金在不同条件下的变形机制.结果表明：对铸态625合金,1273～1363K,0.1～5.05s1为动态回复区;1363～1453K,0.1～5.05s-1为不充分动态再结晶区;1400～1453K,5.05～10s1为完全动态再结晶区.该合金在0.1～10s 1变形时,发生动态再结晶的临界温度在1373～1423K之间,临界应变在0.4～0.6之间.Inconel 625合金不发生失稳流变的条件范围为1400～1453K,5.05～10s-1.

Al-Cu-Mg-Ag合金的热变形加工图及其分析

为确定Al-Cu-Mg-Ag合金的热加工工艺制度提供理论依据以及便捷的途径,基于动态材料模型(DMM)理论和Ziegler失稳判据,采用Al-Cu-Mg-Ag合金的热变形实验数据,建立了热变形加工图,并利用加工图理论分析了该合金在热变形过程中的变形行为.结果表明:Al-Cu-Mg-Ag合金热变形时有2个失稳区域,一是变形温度为300～400℃、应变速率为0.1～10 s-1的区域,二是变形温度为450～500℃、应变速率为1.0～10 s-1的区域;该合金的热变形参数建议在变形温度350～450℃、应变速率0.001 s-1的范围内选取.

包含应变的三维加工图与有限元相结合的金属可加工性分析

可加工性包括应力状态可加工性和内禀可加工性,传统的基于动态材料模型的加工图仅说明了材料的内禀可加工性。基于PRASAD的加工图理论,建立新的包含应变的三维加工图,描述功率耗散系数和流变失稳区域随应变速率、温度和应变的变化,解决了具有明显应变软化效应的合金(如镁合金)热变形时可加工性对应变的敏感性问题。进一步将加工图与有限元相结合,得到材料在特定工艺条件下应力、应变、应变速率和流变失稳区域的分布,建立一种分析金属热成形全过程可加工性的方法。

原位合成TiB_2/6351复合材料高温塑性变形行为的加工图

采用等温压缩试验法,研究原位合成TiB2(质量分数,8%)/6351复合材料在变形温度为300～550℃和应变速率为0.001～10s-1范围内的高温变形特性。根据动态材料模型(DMM)建立TiB2/6351复合材料的加工图。采用TEM观察压缩后试样的微观组织。结果表明:加工图上的1个失稳区出现在较高应变速率(约0.631～10s-1)区域,增强体颗粒和基体的界面处开裂甚至增强体颗粒本身发生破碎;TiB2/6351复合材料高温变形时的主要软化机制为动态回复和动态再结晶,在温度320～380℃、应变速率0.01～0.3162s-1区域内主要发生动态回复,功率耗散效率为17.5%～19.8%。在温度440～500℃、应变速率0.1～0.005s-1和温度500～550℃、应变速率0.1～0.001s-1范围为动态再结晶发生区域,功率耗散效率20%～25.6%。试验参数范围内,复合材料热变形的最佳工艺参数为:热加工温度为440～500℃,应变速率为0.1～0.005s-1。

25CrMo钢的热变形行为及加工图

利用Gleeble3500热模拟机对25Cr Mo钢进行热压缩试验,研究变形温度为950-1 100℃、应变速率为0.01-10 s-1条件下的应力-应变曲线。根据动态材料模型DMM建立材料的热加工图,确定其热变形的流变失稳区,得到25Cr Mo钢在试验参数范围内的最佳热变形工艺参数：温度为1 050-1 100℃、应变速率为0.1 s-1。

4032铝合金热加工图及热变形机理研究

采用Gleeble-1500热物理模拟实验机对4032铝合金进行等温压缩实验,研究应变速率在0.02s-1～5s-1和变形温度为370℃～490℃的4032铝合金的热变形特征,并根据材料动态模型构建4032铝合金的热加工图.应用OLYMPUS PMG3型光学显微镜观察分析压缩后试样的微观组织.研究表明：4032铝合金最佳热加工工艺参数为：变形温度460℃～490℃,应变速率0.03s-1～0.36s-1;4032铝合金热加工的软化机制主要是动态回复.

中锰钢热变形行为及热加工图研究

在MMS-300热力模拟试验机上进行了单道次压缩实验,研究了一种超低碳中锰钢热变形行为及热加工图特点。结合金相组织分析了各加工失效区域主要失稳特性及失稳原因。结果表明:基于动态材料模型理论的热加工图及其失稳判据在实验中锰钢中有良好的适用性。根据材料功率耗散系数及流变失稳判据确定的最佳加工工艺参数域为1050~1150℃和应变速率0.01~0.1 s^(-1)。在该区域内,实验钢发生完全动态再结晶,钢的功率耗散系数在30%~44%。