热变形行为

摘要： 为了探究石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺及其热变形行为,本文采用湿混球磨结合真空热压烧结法制备了0.5wt.%石墨烯增强铝基复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对其进行微观组织观察、成分和物相分析,用Gleeble 3800热模拟机对复合材料进行等温压缩试验,建立了材料的本构方程并分析其热变形机理。试验结果表明,采用粉末冶金法制备的石墨烯增强铝基复合材料,基体和增强相未发生明显的界面反应,在热变形过程中呈现稳态流变特征,其软化机制以动态回复为主。基于Arrhenius双曲正弦模型建立了该材料的本构方程,计算得到应力指数n=5.503765,表明材料的变形机制为位错攀移;热变激活能Q为130.43 kJ/mol,相比其他的碳基增强体(碳纳米管、碳纤维)更低,表明材料在热变形时克服变形抗力所需要的能量越低,则更易于复合材料的塑性成形加工。

摘要： 采用铸态直接包套热挤压和开坯+挤压两种工艺制备了GH4068合金管材,通过热压缩模拟试验及力学性能测试研究了两种制备工艺条件下合金管材的成形及使用性能。结果表明,GH4068合金在γ′相完全固溶温度以下加工时具有良好的热变形能力,铸态合金经高温退火后晶粒组织粗大,变形协调性较差,直接挤压时最佳变形温度较高(1130°C);铸锭经开坯后得到的细晶组织有助于提高变形能力,降低热挤压加工温度,开坯合金在1090°C、0.1~1s^(–1)应变速率下变形后动态再结晶体积分数达到95%以上。开坯+挤压得到的管材晶粒尺寸约为6.8μm,细晶组织与晶界处初生γ′相有助于合金拉伸性能的提高,其750°C屈服强度达到1088MPa。开坯挤压管材细晶组织中的大量晶界的存在影响了合金的高温持久性能,其持久寿命低于晶粒粗大(约35μm)的铸态挤压管材。

摘要： 利用Gleeble−3500热模拟机的热压缩实验,研究了铸态GH2132合金在变形温度为1173~1423 K和应变速率为0.001~10 s^(−1)条件下的热压缩变形行为和微观组织演化规律,分析该合金在不同变形条件下的热变形激活能Q值、应变速率敏感指数m值、温度敏感指数s值的变化规律,基于动态材料模型(DMM)建立热加工图,结合微观组织确定出最佳热加工参数。结果表明:随着变形温度的升高、应变速率的降低,流变应力减小,GH2132合金为应变速率和温度敏感型材料。提高变形温度、降低应变速率有利于获得均匀分布的等轴晶粒。结合热加工图和高温变形微观组织确定,铸态GH2132合金合理的热变形参数所对应的变形温度和应变速率区间分别为1295~1418 K和3.07~10 s^(−1)。

摘要： 通过热压缩实验研究Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe-0.1B-0.1C锻态合金在750~900°C温度范围和0.001~1 s^(-1)应变速率范围内的热变形特征。应力-应变曲线表明,流变应力随着温度的提高和应变速率的降低而降低。显微组织对热变形参数十分敏感,当应变速率保持在0.001 s^(-1)不变,温度达到790°C或者温度保持在910°C不变,应变速率不高于0.1s^(-1)时合金显微组织中出现动态再结晶晶粒。计算出加工硬化率θ,并发现动态再结晶倾向于在较高温度和较低应变速率条件下发生。得到合金的本构方程和加工硬化图,平均热激活能为242.78 k J/mol,而且只有少量失稳区在热加工图中出现,说明合金具有良好的热加工性能。当应变速率为0.1s^(-1)时,应力-应变曲线呈现一种异常的形状,连续出现两个应力峰值,这一现象可以归因于连续动态再结晶和再结晶晶粒的转动所造成的硬化现象与动态软化机制的混合作用。

摘要： 利用Gleeble-1500热模拟试验机对EH460钢进行热压缩试验以分析该钢的热变形行为,变形温度为900°C~1150°C,变形速率为0.01~10 s−1。结果表明:从EH460钢的真应力–真应变曲线可知:其主要变形机制有加工硬化、动态回复和动态再结晶,且流变应力随变形温度的增大而减小,随变形速率的增大而增大;通过构建本构方程计算出不同变形条件下的流变应力,预测值与试验值的相关系数为0.994,平均相对误差为4.498%,相关性较好;通过分析热加工图得出EH460钢适合热加工的参数区间主要为950°C~1080°C、0.1~10 s−1、1040°C~1080°C、0.01~0.1 s−1和1130°C~1150°C、0.01~0.1 s−1。

摘要： 论文利用Thermecmaster-Z热模拟机对Ti_(3)Al基合金进行变形温度为950~1100°C、应变速率为0.01~1 s^(-1)的等温恒应变速率压缩试验,分析了该合金在α_(2)+β两相区的高温变形行为及微观组织演变规律。结果表明,Ti_(3)Al基合金的流动应力随变形温度的降低而增大,随应变速率的降低而减小,得出该合金变形激活能为707.64 kJ/mol,构建了基于Zener-Hollomon参数的双曲正弦本构方程,该本构模型的相关系数R和平均相对误差E分别为0.9619和0.1354,表明其对高温变形行为的预测与Ti_(3)Al基合金实际的高温变形行为吻合良好,研究结果可为Ti_(3)Al基合金的实际生产提供理论依据。

摘要： 采用Gleeble-3800型热模拟试验机,对Zirlo合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度550~700°C,应变速率0.01~10 s^(-1)范围内的热变形行为;并在Arrhenius型双曲正弦函数方程基础上引入应变量,构建了基于应变补偿的Arrhenius本构模型,同时构建了基于位错密度演化加工硬化模型和基于唯象型的软化模型的分段唯象型本构模型。结果表明:Zirlo合金的流变应力随着温度的降低和应变速率的提高而升高,低应变速率下流变应力呈现更高的温度敏感性,流变应力曲线在不同变形条件下分别呈现加工硬化、动态回复、动态再结晶特征。经过误差分析可知,基于应变补偿的Arrhenius本构模型大部分预测值的误差均在15%以内,具有较高的准确性,而分段唯象型本构模型相对平均绝对误差最大值不超过3%,具有97%以上的准确率,可以很好地预测合金的应力-应变曲线,具有良好的拓展性,并且可初步判断曲线类型,具有良好的实用性。

摘要： 采用Gleeble-3500热模拟试验机对圆盘剪用YC1钢进行等温单向热压缩试验,研究了其在变形温度970~1050°C、应变速率0.01~1 s-1下的热变形行为,构建了试验钢的本构方程,并绘制了热加工图。结果表明:YC1钢的流变应力在变形初期随真应变增加迅速增加,达到峰值后,真应力趋于稳定或略微下降。YC1钢的流变应力随应变速率的减小及变形温度的升高而减小。采用6次多项式拟合构建的YC1钢的流变应力本构方程具有较高的准确性。采用该方程计算得到流变应力的试验值和预测值的平均相对误差为5.1%,相关系数为0.966。根据YC1钢的热加工图,该钢合适的热加工区间为变形温度1030~1050°C、应变速率0.01~0.13 s-1。

摘要： 采用Thermecmaster-Z热模拟试验机对10Cr13Co13Mo5Ni3W1VE(S280)超高强度不锈钢进行变形温度800~1150°C、应变速率0.001~10 s^(−1)、压下率70%条件下的等温恒应变速率压缩实验,分析其热变形行为,并构建基于Murty失稳准则的加工图。结果表明:S280超高强度不锈钢的流变应力对变形温度和应变速率较为敏感,随应变速率增加和变形温度降低,流变应力显著升高。通过加工图分析和变形微观组织观察,S280超高强度不锈钢的失稳变形工艺窗口为800~1040°C、0.06~10 s^(−1),对应的塑性变形机制主要为局部流动;较佳的变形工艺窗口为1095~1150°C、0.001~0.04 s^(−1);最佳变形工艺参数在1125°C、0.001 s^(−1)附近,对应的塑性变形机制主要为动态再结晶。

摘要： 在Gleeble-3500热模拟试验机上对TA2纯钛进行变形温度为800°C~950°C、应变速率为0.001~1s^(-1),压下量为50%条件下的热压缩变形试验。采用一种考虑应变的改进摩擦修正模型对原始试验数据进行摩擦修正,在对TA2纯钛高温流变曲线进行分析的基础上,研究其高温变形行为,构建TA2纯钛热变形本构方程。结果表明,在低应变条件下TA2纯钛流变应力迅速增加,达到峰值应力后流变曲线趋于稳态变化;流变应力随变形温度的降低和应变速率的增大而增加;可采用包含Z参数在内的双曲正弦形式的本构方程来描述TA2纯钛高温热变形行为,材料热变形激活能为480.944kJ/mol;流变应力的模型预测值与试验值之间相关性较高,相关系数R为0.964,表明本文基于改进摩擦修正模型所建立的本构方程具有较高的精度。

摘要： 利用热模拟等温压缩试验研究Ti-55531钛合金热变形行为,采用SEM、TEM等手段表征变形过程中的微观组织演变并分析两者之间的相互影响.结果表明,在接近β相变点的热变形过程中,出现不连续屈服现象,屈服应力的急剧减小与可动位错密度的突然增加有关.随着应变速率和温度的升高,位错在β晶界处的塞积程度增大,而进入相邻晶粒后α相对位错的阻碍作用减小,导致可动位错密度的增加更为迅速,在宏观应力-应变曲线上表现为屈服点下降程度增大.流变软化阶段,合金软化速率存在先增大后减小的趋势,与针状α相的破碎有关.由于α相破碎对合金软化的贡献,随着越来越多的α相发生破碎,合金的软化速率逐渐增大.之后随着针状α相减少,合金软化速率降低.随着应变速率和温度的升高,α相破碎更困难,在应力-应变曲线上表现为达到最大软化速率所对应的应变量增大.

摘要： 利用热模拟试验机Gleeble3800进行等温压缩实验,研究了TA15钛合金在温度范围为850～1150°C,应变速率为0.01～10.0s+以及变形量为60％的热变形行为.实验结果表明,材料在塑性变形过程中,在(α+β)相区软化机制主要为动态再结晶.在β相区软化机制主要为动态回复.根据热模拟数据绘制的加工图显示:TA15钛合金在热变形过程中存在2个非稳定区域,一个是温度为1075°C以上和应变速率为2s-1以上的区域,另外一个是温度为965°C以下,应变速率范围为0.014～2.72s-1的区域.

摘要： 利用Gleeble3800热模拟试验机对两种TC4-xFe合金在应变速率范围为1～10s-1,变形温度介于800～950°C之间,工程应变量为60％条件下的热变形行为进行研究.通过对应力应变曲线的分析研究,建立了以变形温度、应变速率和真应变为参数的本构方程.TC4-0.18Fe和TC4-0.55Fe合金计算得到的变形激活能分别为550.77kJ/mol和420.57kJ/mol.基于动态材料学模型,构造出合金在真应变为0.92下各自的加工图,借此来评估合金的流变失稳区并优化相应的工艺参数.结果表明:这两种合金的理想加工条件为950°C/5～10s-1,功率耗散效率分别为0.52和0.47.

摘要： 利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度(°C):900、950、1000、1050、1100,应变速率(s-1):0.01、0.1、1、10的条件下对GCr15SiMoAl钢进行了真应变量为0.916的等温压缩试验.得到了其变形的应力应变曲线,在此基础上分析了材料的热变形行为并计算了热变形本构方程;利用动态材料模型(DMM)和Prasad失稳判据相结合绘制了GCr15SiMoAl的热加工图并分析了钢的热加工性能.

摘要： 通过热模拟实验研究固溶时效和冷轧时效态Cu-Cr-Zr合金的真应力-真应变关系曲线,研究变形温度对其变形行为的影响,以期为高温下Cu-Cr-Zr合金的使用提供理论依据.结果表明:Cu-Cr-Zr合金对变形温度较为敏感,随着变形温度的升高,该合金的流变应力减小.当变形温度低于500°C时,冷轧时效态合金的流变应力低于时效态合金;当变形温度高于500°C时,冷轧时效态合金的流变应力高于时效态合金.另外,随着变形温度的升高,合金晶粒的变形程度增大,其利于发生动态再晶,且动态再结晶的体积分数随之增大.

摘要： 提高高炉炉腰及炉身下部冷却壁抗热变形能力是维持高炉长寿的关键.采用热态实验和数值模拟手段研究高炉炉腰及炉身下部区域铜钢复合冷却壁的传热及热变形行为,并与铜冷却壁进行对比分析.铜钢复合冷却壁热面无渣铁壳覆盖,煤气温度1200°C条件下,铜钢复合冷却壁最高温度为180°C,传热性能与铜冷却壁接近.铜钢界面最大等效应力约为114.45MPa,低于铜钢复合板的抗拉强度.铜钢复合冷却壁发生弯曲变形,中心z向位移为0.66mm,较铜冷却壁低约25.8％;顶底端沿z向位移为0.13mm,较铜冷却壁低约50％;曲率为0.93×10-4mm-1,较铜冷却壁低约51.81％.铜钢复合冷却壁抗变形能力优于铜冷却壁,可以避免铜冷却壁热变形过大导致的螺栓及冷却水管断裂破损问题.

摘要： 采用Gleeble-1500D型热/力模拟试验机在变形温度550～900°C、应变速率0.001～10s-1条件下对Cu-Zr-Y合金进行热模拟压缩试验.对该合金在高温热变形条件下的流变应力和显微组织进行研究,根据动态材料模型(DMM)绘制并分析该合金的热加工图,并结合微观组织观察确定出该合金的高温变形机制及加工工艺.结果表明:流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而较低;用双曲正弦本构关系式来描述流变应力并利用逐步回归的方法构建材料热变形本构方程,获得材料的热变形激活能Q=380.5kJ/mol.根据热加工图分析变形和失稳机制,确定该合金热变形过程的最佳工艺参数:温度范围为720～850°C,应变速率范围为0.001～0.1s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化.

摘要： 采用Gleeble-1500热模拟机进行恒应变速率高温压缩模拟实验.对WE71镁合金在应变速率为0.01、0.1、0.5和1s-1、变形温度为400°C、450°C和500°C,最大变形量为60％条件下的流变应力行为进行了研究.并计算了变形激活能,建立了合金的本构方程.结果表明:在恒温条件下,合金的流变应力随应变速率的增大而增大;在恒应变速率条件下,合金的流变应力随温度的升高而降低,合金的变形激活能为212.37Kj/mol;流变应力方程计算出的峰值应力与真实值基本吻合.

摘要： 通过Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压成形制成的FGH96高温合金,在1075°C、变形速率为0.001sJ,进行变形量为70％的热压缩试验.采用场发射扫描电镜、透射电镜和电子能谱等表征方法,研究合金原始颗粒边界(PPB)的组成,以及它对合金热变形再结晶的影响.结果表明:热等静压成形FGH96高温合金中的PPB主要由Ti的碳化物和γ'相共同组成;PPB对合金热变形再结晶形核起促进作用,对晶粒长大起阻碍作用,但在PPB密度较低的区域,再结晶晶界向前迁移时不受PPB影响,最终穿过PPB完成再结晶.

摘要： 通过Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压成形制成的FGH96高温合金,在1075°C、变形速率为0.001sJ,进行变形量为70％的热压缩试验.采用场发射扫描电镜、透射电镜和电子能谱等表征方法,研究合金原始颗粒边界(PPB)的组成,以及它对合金热变形再结晶的影响.结果表明:热等静压成形FGH96高温合金中的PPB主要由Ti的碳化物和γ'相共同组成;PPB对合金热变形再结晶形核起促进作用,对晶粒长大起阻碍作用,但在PPB密度较低的区域,再结晶晶界向前迁移时不受PPB影响,最终穿过PPB完成再结晶.

摘要： 所公开的橡胶材料变形行为预测方法即使从微观层面也可以以良好的精度对橡胶材料变形行为进行分析。更具体地，该橡胶材料变形行为预测方法创建橡胶内已混入有填料的橡胶材料的三维模型，对构成所述三维模型的橡胶层部分提供已基于根据分子动力学得到的厚度信息和温度信息确定了应变和应力之间关系的结构条件，并且分析橡胶材料变形行为。在所述橡胶材料变形行为预测方法中，优选地，对于应用了所述结构条件的三维模型使用有限元方法来分析橡胶材料变形行为。

摘要： 本发明涉及热变形磁体以及制备所述热变形磁体的方法。

摘要： 提供一种立式回转阀的热变形控制结构及立式回转阀的热变形控制方法，能够防止转子或上下盖的磨损而实现免维护，并且维持立式回转阀的气密性。一种构成为转子(20)在配置于上盖(12)与下盖(13)之间的壳体(14)内水平地旋转的立式回转阀(1)的热变形控制结构及立式回转阀(1)的热变形控制方法，在上盖(12)和/或下盖(13)上设置调温用加热器(27、29)，调整对上盖(12)和/或下盖(13)进行加热的调温用加热器(27、29)的加热能力，以使上盖(12)或下盖(13)不与转子(20)接触。

摘要： 本发明涉及一种设备，用于压印可热变形的基底或者基底上的可热变形的材料层，优选是色剂、颜料、亮油、油墨、薄膜，该设备包括压模(10a)，优选是由硅酮制成的微型压模，该压模在至少轻的压力下作用到所述基底(2)或者所述材料层(8)上，其特征在于，通过可控制式单元(9，9a，10，10c，10e，10')、优选是一维的/纬向的或者二维的/局部的可控制式加热装置、用于改善所述基底或者所述材料层的可变形性，所述可控制式单元适宜地位置可变地加热所述压模、所述基底和/或所述材料层。

摘要： 所公开的橡胶材料变形行为预测方法即使从微观层面也可以以良好的精度对橡胶材料变形行为进行分析。更具体地，该橡胶材料变形行为预测方法创建橡胶内已混入有填料的橡胶材料的三维模型，对构成所述三维模型的橡胶层部分提供已基于根据分子动力学得到的厚度信息和温度信息确定了应变和应力之间关系的结构条件，并且分析橡胶材料变形行为。在所述橡胶材料变形行为预测方法中，优选地，对于应用了所述结构条件的三维模型使用有限元方法来分析橡胶材料变形行为。

摘要： 本发明涉及热变形磁体以及制备所述热变形磁体的方法。

摘要： 提供一种立式回转阀的热变形控制结构及立式回转阀的热变形控制方法，能够防止转子或上下盖的磨损而实现免维护，并且维持立式回转阀的气密性。一种构成为转子(20)在配置于上盖(12)与下盖(13)之间的壳体(14)内水平地旋转的立式回转阀(1)的热变形控制结构及立式回转阀(1)的热变形控制方法，在上盖(12)和/或下盖(13)上设置调温用加热器(27、29)，调整对上盖(12)和/或下盖(13)进行加热的调温用加热器(27、29)的加热能力，以使上盖(12)或下盖(13)不与转子(20)接触。

摘要： 本发明涉及一种设备，用于压印可热变形的基底或者基底上的可热变形的材料层，优选是色剂、颜料、亮油、油墨、薄膜，该设备包括压模(10a)，优选是由硅酮制成的微型压模，该压模在至少轻的压力下作用到所述基底(2)或者所述材料层(8)上，其特征在于，通过可控制式单元(9，9a，10，10c，10e，10ˊ)、优选是一维的/纬向的或者二维的/局部的可控制式加热装置、用于改善所述基底或者所述材料层的可变形性，所述可控制式单元适宜地位置可变地加热所述压模、所述基底和/或所述材料层。

摘要： 本发明涉及一种铝合金热变形行为和成形后屈服强度的预测方法，包括以下步骤：S1、通过拉伸数据来求解铝合金的本构模型；S2、将工程应力‑应变曲线转化为真实应力‑应变曲线；S3、建立铝合金的统一粘塑性本构模型，以得到铝合金在变形过程中的位错密度、硬化以及晶粒尺寸与粘塑性流动行为之间的关系；S4、将变形后的铝合金进行DSC分析；S5、将变形后的铝合金进行XRD分析；S6、根据上述的计算结果，得到元素浓度、析出相体积分数以及析出相尺寸；S7、建立屈服强度预测模型；S8、求得模型参数。本发明所涉及到的计算分析过程简单，参数少，便于推广应用，并且模型精度较高，能通过铝合金热冲压实验进行验证。

摘要： 本发明涉及一种铝合金热变形行为和成形后屈服强度的预测方法，包括以下步骤：S1、通过拉伸数据来求解铝合金的本构模型；S2、将工程应力‑应变曲线转化为真实应力‑应变曲线；S3、建立铝合金的统一粘塑性本构模型，以得到铝合金在变形过程中的位错密度、硬化以及晶粒尺寸与粘塑性流动行为之间的关系；S4、将变形后的铝合金进行DSC分析；S5、将变形后的铝合金进行XRD分析；S6、根据上述的计算结果，得到元素浓度、析出相体积分数以及析出相尺寸；S7、建立屈服强度预测模型；S8、求得模型参数。本发明所涉及到的计算分析过程简单，参数少，便于推广应用，并且模型精度较高，能通过铝合金热冲压实验进行验证。