Ni_(55)Ti_(45)形状记忆合金高温变形特性及机制

采用Gleeble-3500热模拟试验机对锻态Ni_(55)Ti_(45)合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究了该合金在变形温度为650~850℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)范围内的高温变形特性,并分析其变形机制。结果表明,应力-应变曲线呈"应变软化"型,热变形激活能为317.304 k J/mol,根据双曲正弦函数建立了峰值流变应力本构方程。微观组织观察表明,在650℃、1 s^(-1)和700℃、1 s^(-1)时发生了局部塑性流动的失稳变形,主要由变形热效应导致。高温、低应变速率利于动态再结晶的发生,但动态再结晶晶粒尺寸更大。动态再结晶形核机制以晶界弓出机制为主,同时伴随有少量的PSN机制。

致密FGH95合金的高温变形特性研究

通过等温恒应变速率压缩实验，系统地研究了不同预处理、热力参数及分段变速变形对致密 ＦＧＨ９５合金高温变形特性的影响．研究结果表明，经热等静压致密的ＦＧＨ９５合金坯料，可以通过适当的预处理，以改变ＦＧＨ９５合金中γ'相的大小、形态及分布，从而降低合金的流动应力．对于经预处理的ＦＧＨ９５合金坯料，采用分段变速变形可以进一步降低合金的流动应力。

基于热加工图的Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金高温变形特性研究

在Gleeble-1500热模拟机上对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金进行了热压缩实验,采用动态材料模型的加工图研究了其在1000~1200℃和0.001~1.0 s-1条件下的热变形行为。结果表明,Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金在热变形时呈现两个微观机制不同的动态再结晶峰区,其中动态再结晶区域Ι区：峰值效率为34%,峰值对应的温度和应变速率分别为1100℃和0.01 s-1;动态再结晶区域ΙΙ区：峰值效率为34%,峰值对应的温度和应变速率分别为1105℃和0.001 s-1。在温度低于1140℃、应变速率大于0.01 s-1范围内进行热加工时,由于热塑性变形过程中再结晶晶粒的不均匀长大,极易导致试样变形开裂。在温度1000~1130℃,变形速率大于0.02 s-1区域内,热压缩变形试样外表面剪切开裂趋势明显,易引起加工失稳。根据热加工图分析结果可知,Ti Al合金热变形时应选择在动态再结晶Ι区内进行。

Nitinol 60形状记忆合金高温变形特性研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对轧态Nitinol 60形状记忆合金进行等温恒应变速率拉伸试验,基于动态材料模型的加工图技术,研究了该合金在650~850℃和0.01~1 s^(-1)范围内的高温变形特性,并优化了其适宜的高温变形参数范围。结果表明,加工图中失稳区位于低温、高应变速率区,范围为650~776℃、0.075~1 s^(-1),对应的失稳现象为局部塑性流动。加工图中有2个η峰值区,范围分别为690~750℃、0.01~0.026 4 s^(-1)和750~838℃、0.01~0.050 5 s^(-1),η最大值分别达到了0.36和0.38,对应的变形机制均为动态再结晶,这2个区域为Nitinol 60合金适宜的热拉伸变形工艺参数范围。

Hastelloy G-3合金热变形特性研究

利用变形温度为1050～1200℃、应变速率为0.1～10s-1的恒温热压缩试验系统分析了Hastelloy G-3合金的高温变形特性及变形后的组织特征。对高应变速率下的流动应力进行变形热效应修正,建立了G-3合金热变形过程中峰值应力与变形温度、应变速率关系的本构模型。结果表明:所建立的本构模型在预测G-3合金热变形峰值应力时具有良好的精确度,能够满足工程应用的要求。G-3合金热加工过程的软化机制为动态再结晶,根据热变形后的组织特征确定G-3合金合理的热变形温度为1180～1200℃,应变速率为5～0s-1。

Ni-Cr-Al合金中Cr、Al含量对热加工性的影响

Ni-Cr-Al系高温合金作为一种常用的新型航空发动机密封材料,通过调整Cr、Al含量可以提高耐高温及热腐蚀性能,但同时也会影响合金的热加工性。通过热模拟压缩试验,分析了Cr,Al含量分别在15%～25%,4%～5%(质量分数,下同)范围调整时,对合金高温变形特性的影响规律。结果表明,Cr、Al含量的提高会不同程度缩小合金的安全热加工区域。通过热力学平衡相计算和组织观察发现,成分变化影响热加工性的主要原因是晶界胞状碳化物的形态及析出量变化。综合考虑热变形试验、组织观察结果以及耐高温腐蚀的因素,20%Cr和4%Al是比较合适的成分选择。