HAL62-3-3-0.7合金的高温本构方程

采用压缩试验法研究了HAL6 2 3 3 0 .7合金的热变形规律 .在不同的变形参数条件下 ,根据其真实σ ε曲线拟合了可以反映HAL6 2 3 3 0 .7合金流变应力与各变形参数之间关系的高温本构方程 .研究结果表明 :HAL6 2 3 3 0 .7合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小 ;在变形过程中 ,应力很快达到峰值 ,而后出现软化过程 ,其真实σ ε曲线趋于平稳 ,证明该合金在高变形速率的条件下动态再结晶过程十分明显 .

稀土对HAl62-3-3-0·7合金组织和性能的影响

通过对合金成分的调整分别配制了添加不同量稀土元素的试验用HAl62-3-3-0.7合金。借助金相与扫描电镜观察和分析了各合金的显微组织结构,运用模拟设备测试了各合金的力学性能。文章阐述了稀土元素对该类高强度耐磨黄铜的组织和性能的影响,试验表明适量加入稀土会显著细化晶粒,过量的稀土会导致在合金显微组织中形成线形富稀土相。随着合金中稀土含量的增加,合金的硬度升高,但当稀土含量超过0.1%时,由于线形富稀土相的形成,反而会使合金的力学性能下降。

HMn62-3-3合金的热变形行为及热加工图

通过Gleeble-1500热模拟机在500~600℃、应变速率0.01~10s^(-1)条件下的近等温热模拟压缩试验,建立合金本构方程和热加工图。结果表明:HMn62-3-3合金在热变形过程中发生动态再结晶行为,其峰值应力随变形温度的升高或应变速率的降低而降低;采用Arrhenius方程能够较好地拟合HMn62-3-3合金的流变行为,其热变形激活能为201.525kJ·mol^(-1);根据DMM模型,计算并建立了HMn62-3-3材料的热加工图,由此确定热变形过程中的最佳工艺参数为变形温度610~640℃,应变速率为2~10s^(-1)。

基于Hansel-Spittel模型的齿环用HAl61-4-3-1合金本构模型构建

采用Gleeble3500热模拟实验机对齿环用HAl61-4-3-1合金进行单道次压缩实验,研究了其在600~800℃和应变速率0.01~10 s-1条件下的流变应力行为;根据真应力-应变曲线,基于Hansel-Spittel模型构建该合金的本构模型,并进行统计学和有限元模拟验证。结果表明:该合金流变应力值与温度、应变速率和变形量之间成非线性关系,与变形温度呈负相关、与应变速率呈正相关;基于Hansel-Spittel本构模型的预测值与实验结果吻合良好,平均相对误差为6.0428%,相关系数为0.9941,模型可准确地预测该材料的流变应力;数值模拟的力-位移曲线与实验结果曲线基本吻合,总误差为4.6%,为后续齿环的精密塑性成形有限元模拟提供数据支撑。

挤压态HAl61-4-3-1合金高温本构模型构建及其加工图

采用Gleeble-3500热模拟实验机在变形温度为600~800℃和应变速率为0.01~10 s^(-1)时对HAl61-4-3-1铝黄铜合金进行等温热压缩实验,对实验所获得真实应力-应变曲线进行摩擦修正,并以修正后的应力应变数据构建了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型。其次,根据修正的应力应变数据构建了应变为0.3、0.6和0.9时HAl61-4-3-1合金的热加工图,并结合变形后微观组织确定了合金的失稳区和安全加工区域。结果表明:该合金在实验范围内的最佳工艺参数为:600~800℃&0.01~0.1 s^(-1),660~740℃&0.1~10 s^(-1)和740~800℃&0.1~4 s^(-1),其变形机制主要为动态再结晶和动态回复。

改进Zerilli-Armstrong、Arrhenius和GWO-BPNN模型对HAl61-4-3-1合金高温流变应力的预测

精确的本构模型是铝黄铜合金热精锻工艺方案设计及数值模拟仿真的关键。基于挤压态HAl61-4-3-1合金在变形温度为873~1073 K、应变速率为0.01~10 s^(-1)区间的等温热压缩实验数据,分析热压缩过程中摩擦和温升效应对流变应力的影响并对流变应力曲线进行修正。基于修正数据,构建了HAl61-4-3-1合金的改进Zerilli-Armstrong、Arrhenius本构模型及GWO-BPNN本构模型。结果表明:GWO-BPNN模型的均方根误差RMSE和平均绝对百分比误差MAPE分别为0.444 MPa和1.078%,而改进Zerilli-Armstrong模型的分别为2.567 MPa和5.470%,改进Arrhenius模型的分别为1.202 MPa和3.163%,表明GWO-BPNN模型的预测精度更高。并且,通过引入GWO算法对BPNN的初始权值和阈值进行寻优,使得该模型具有较高的预测精度和较优的稳定性,能更好地描述HAl61-4-3-1合金的高温流变行为。

参考条件对M-JC和M-ZA模型预测精度的影响

以HAl61-4-3-1合金为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟试验机在600~800℃的变形温度、0.01~10 s^(-1)的应变速率下进行等温热压缩实验,获得该材料的真实应力-真实应变曲线,分析热压缩过程中摩擦和温升效应对流动应力的影响,修正了流动应力曲线。基于修正的真实应力-真实应变数据,在不同参考条件下,分别建立该合金的修正Johnson-Cook(M-JC)模型和修正Zerilli-Armstrong(M-ZA)模型,并引入统计学方法对比分析了不同参考条件下两种模型的拟合精度。结果表明:参考条件对M-JC模型预测精度的影响大于M-ZA模型,在各自的最优参考条件下,M-JC模型的预测精度高于M-ZA模型,更适合作为后续有限元模拟的材料本构模型。