超塑性变形

摘要： 目的研究搅拌摩擦加工工艺改性的Ti-6Al-4V双相钛合金的超塑性变形行为。方法对360 r/min、30 mm/min工艺条件下搅拌摩擦加工处理的TC4钛合金在不同的变形条件下进行超塑性拉伸实验,在实验数据的基础上构建以变形温度、应变速率和晶粒尺寸为输入参数且以峰值应力为输出参数的3-16-1结构的BP人工神经网络模型。应用所构建的BP人工神经网络模型对不同变形条件的Ti-6Al-4V钛合金的超塑性行为进行预测。结果BP人工神经网络预测的精准度较高,实验应力值与预测应力值吻合度较高,相关系数R=0.9913,相对误差为1.91%~12.48%,平均相对误差为5.92%。结论该模型预测的准确性较高,能够客观真实地描述Ti-6Al-4V合金的超塑性变形行为。

摘要： 为了研究钛合金的超塑性变形行为,对Ti-6Al-4V双相钛合金进行了超塑性变形试验.构建了以超塑性变形温度、应变速率、晶粒尺寸为输入变量且以峰值应力和稳态应力为输出变量的三层BP人工神经网络模型,预测了该合金在不同超塑性变形条件下的流变应力值,并对该模型的隐含层数、神经元个数、输入输出数据、算法函数进行了合理优化.结果表明,该方法的预测精度较高,网络预测值与试验数据相对误差小于5.3％,能够较好地预测Ti-6Al-4V合金的超塑性变形行为.

摘要： 对(TiB+La2 O3)/IMI834钛基复合材料进行超塑性变形,研究了不同温度(850,900,950,1000°C)和初始应变速率(0.0005,0.0010,0.0050 s-1)对其超塑性变形行为及显微组织的影响.结果表明:该复合材料由α-Ti、TiB、La2 O3相及弥散分布的(TiZr)x Si颗粒组成;复合材料具有较好的超塑性,在900°C、0.0010 s-1条件下,断后伸长率最大,为505％;复合材料的应变速率敏感系数高于0.30,随应变速率增加,流变应力和变形激活能增大;随变形程度增加,复合材料中片层α相逐渐等轴化,小角度晶界向大角度晶界转变,但孔洞缺陷增多;晶界滑动、晶粒转动和动态再结晶是(TiB+La2 O3)/IMI834钛基复合材料超塑性变形的主要变形机制.

摘要： 钛合金激光焊缝是非理想的针状组织,对其超塑性变形机理的研究可进一步推进钛合金LBW/SPF技术的实际应用,也对材料成形机理的发展具有一定意义.研究结果表明,TC4钛合金激光焊接试样具有良好的超塑性变形能力,在变形过程中,焊缝发生两次重要的组织转变,即针状组织片层化和片层组织等轴化的组织转变.片层组织在应力作用下,通过断裂、解体和等轴化的过程而转变成等轴晶粒.片层断裂的主要机制是动态再结晶和应力挤压作用;片层解体的主要机制是晶界滑动和转动作用,接头组织的塑性流动机理为晶粒滚动和晶界滑动机理.

摘要： 通过电子万能试验机对具有粗大晶粒的β型WSTi3515S阻燃钛合金进行了超塑性拉伸试验,分析了热力学参数对超塑性能及力学行为的影响,建立了该合金超塑性本构关系。结果表明:WSTi3515S阻燃钛合金可在较宽的温度范围及应变速率区间内(800～920°C,0. 000 5～0. 01 s^(-1))实现超塑性;且在高温低应变速率条件下超塑性能良好,最大延伸率可达556%。与细晶超塑性不同,WSTi3515S合金在超塑性拉伸过程中,稳态变形阶段很短甚至不出现,变形主要集中在准稳态变形阶段,且准稳态变形阶段越长,获得延伸率越大。基于Arrhenius方程建立的本构方程精度不高,而由逐步回归法构建的本构方程误差值基本在5%以内。

摘要： 针对国防科技工业对材料高性能、高可靠性和低成本这一要求,采用特种合金颗粒作为铝合金的强化相,利用半固态触变成形及热挤压技术完成一种高性能铝合金棒材的制备.获得材料的抗拉强度达600 MPa,硬度达160 HB.利用精密锻造及超塑性变形技术,可实现部件的批量制备,同时可保持材料高性能.生产的铝合金材料及其制品将凭借质量轻、力学性能高的优点,在航空航天及国防装备上有着广泛的应用前景.

摘要： 在Gleeble−1500热模拟机上对挤压态喷射沉积7075Al/15%SiC颗粒增强复合材料进行热压缩试验，变形温度为300~450°C，应变速率为0.001~1 s−1。结果表明：复合材料的真应力−真应变曲线几乎呈现快速流动软化特征，没有明显的加工硬化；其应力值随着变形温度的增加和应变速率的减小而减小，且当变形温度在400°C以下时，其应力水平较喷射沉积态基体7075Al合金的高，但在450°C时，其应力水平比基体合金的低。当变形温度在450°C和应变速率为0.001~0.1 s−1时，其应变速率敏感系数达0.72，呈现超塑性变形特征。加工图以及金相显微组织观察表明：该复合材料最合适的热加工参数为变形温度430~450°C，应变速率0.001~0.05 s−1。%Hot compression tests of the extruded 7075Al/15%SiC (volume fraction) particle reinforced composite prepared by spray deposition were performed on Gleeble−1500 system in the temperature range of 300−450 °C and strain rate range of 0.001−1 s−1. The results indicate that the true stress−true strain curve almost exhibits rapid flow softening phenomenon without an obvious work hardening, and the stress decreases with increasing temperature and decreasing strain rate. Moreover, the stress levels are higher at temperature below 400 °C but lower at 450 °C compared with the spray deposited 7075Al alloy. Superplastic deformation characteristics are found at temperature of 450 °C and strain rate range of 0.001−0.1 s−1 with corresponding strain rate sensitivity of 0.72. The optimum parameters of hot working are determined to be temperature of 430−450 °C and strain rate of 0.001−0.05 s−1 based on processing map and optical microstructural observation.

摘要： 在Gleeble-1500热模拟机上对挤压态喷射沉积7075Al/15%Si C颗粒增强复合材料进行热压缩试验,变形温度为300~450°C,应变速率为0.001~1 s-1。结果表明:复合材料的真应力-真应变曲线几乎呈现快速流动软化特征,没有明显的加工硬化;其应力值随着变形温度的增加和应变速率的减小而减小,且当变形温度在400°C以下时,其应力水平较喷射沉积态基体7075Al合金的高,但在450°C时,其应力水平比基体合金的低。当变形温度在450°C和应变速率为0.001~0.1 s-1时,其应变速率敏感系数达0.72,呈现超塑性变形特征。加工图以及金相显微组织观察表明:该复合材料最合适的热加工参数为变形温度430~450°C,应变速率0.001~0.05 s-1。

摘要： 采用应变速率循环法在超塑拉伸机上对TC4-DT钛合金进行三组高温超塑性拉伸实验,变形温度为850～890°C,应变速率为3.3×10-5～3.3×10-3s-1.通过对拉伸实验数据的分析计算出TC4-DT钛合金动态再结晶激活能,并利用Arrhenius模型构建TC4-DT高温条件下的超塑性本构方程.结果表明:TC4-DT钛合金的流动应力对变形温度较为敏感,随着温度的升高,流变应力逐渐减小,软化机制愈发明显,870°C附近的超塑性较好,伸长率达到554％.

摘要： 采用应变速率循环法对TA15钛合金进行三组高温超塑性拉伸试验,变形温度区间为850 ～ 950°C,应变速率循环区间为5×10-6～5×10-4 s-1.分析拉伸试验数据后,计算出TA15钛合金动态再结晶激活能Q,结合金相组织分析得出其热变形过程中发生了动态再结晶的结论;并利用Arrhenius模型构建超塑性本构方程,应用origin数据处理软件进行数据分析,求得TA15钛合金高温条件下的超塑性本构方程.运用1 stopt软件修正了该本构方程,使其精度达到99.3％.结果表明,TA15钛合金的流动应力对变形温度较为敏感,随着温度的升高,流变应力逐渐减小,软化机制愈发明显,且在900°C附近的超塑性较好,伸长率达到了846％.

摘要： 到目前为止,人们已经提出很多种关于超塑性变形机理的模型,但鉴于超塑性变形过程的复杂性,现有的超塑性变形理论都是针对某一特定组织提出的,导致某种理论只能解释某一种实验现象,超塑性变形理论依赖于材料自身的组织特征.针对此问题,本项目克服现有的超塑性变形机理主要是基于以完全再结晶组或变形组织开始超塑性变形而建立的不足,以具有变形和再结晶混杂组织的5A90铝锂合金为实验对象,借助多晶体材料的微取向分析技术,研究其在高温慢应变速率条件下超塑变形的晶体微取向演变、微观组织演变与力学流动行为,为建立不依赖于组织特征的多晶体材料超塑性变形机理提供实验依据与理论基础.

摘要： 在450°C,5×10-3s-1变形条件下,对铝锂合金电子束焊接头进行高温拉伸试验,并采用光学显微镜对超塑性变形后接头的组织与空洞进行研究.研究结果表明,超塑性变形后试样颈缩部分的接头形成了大量空洞,并且空洞主要集中在热影响区和母材,其中接头热影响区附近的空洞的数量最多、分布最为密集,而焊缝区只有少量的空洞产生且空洞的尺寸较小.超塑性变形时母材和热影响区的变形机制以晶界滑移和动态再结晶为主,所以容易在三叉晶界和粗大第二相产生空洞,而热影响区处于焊缝与母材的交界处,变形时容易形成不均匀和应力集中,再结晶细化程度更高,产生的空洞也更多.焊缝区的超塑性变形机制以扩散导致的晶界迁移为主,不易在三叉晶界处和粗大第二相附近产生空洞,同时变形时的物质交换可以使空洞弥合,减小空洞的产生,所以焊缝区的空洞数量少.

摘要： 研究Ti-55钛合金板材在890～910°C、初始变形速率为4.4×10-4～1.76×10-3 s-1条件下的超塑性变形行为。结果表明:在900°C、初始应变速率为8.8×10-4 s-1变形条件下平均晶粒尺寸在4 μm左右细小等轴晶的Ti-55钛合金板材的伸长率可达1 300%，表现出良好的超塑性;在一定成形温度下其超塑伸长率随应变速率的增大呈先增加后降低的趋势，存在最佳应变速率8.8×10.4 s-1，高于或低于8.8×10-4 s-1，板材的超塑变形能力均有明显降低:在高应变速率下，Ti.55板材的最大伸长率向高温区移动;超塑性变形过程中晶粒呈相互聚合长大的现象，应变诱发组织粗化是超塑变形过程中组织粗化的主要因素。

摘要： 介绍了Miguel lagos等提出的超塑性变形的两相理论以及由K.Higashi等提出的高温高应变速率超塑性变形的液膜理论.两相理论从分析材料晶格空位扩散过程出发,建立了超塑性变形条件下应力与应变速率的数学关系.液膜理论指出:高温条件下,材料内部存在一个厚度为几十纳米的液膜层是材料具有高应变速率超塑性的重要原因,并且提出了液相厚度的计算方法。

摘要： 在不同变形条件下,对GH4169细晶板材进行了超塑性拉断试验和不同应变量拉伸试验,采用TEM研究了GH4169超塑性变形中的位错、动态回复和再结晶行为.

摘要： 搅拌摩擦加工是一种较新的细晶材料制备方法，制备出的细晶结构含有非常高比率的高角晶界，晶界间夹角与立方晶格的随机分布近似。超塑性研究表明搅拌摩擦加工铝合金不仅可以在175°C的低温下表现出大于200%的延伸率，还可以在1× 10-1 s-1的超高应变速率变形条件下表现出高达2150%的超塑性。

摘要： 采用真空热压烧结工艺制备了三元纳米复相陶瓷并进行了超塑性压缩试验。结果表明:纳米复相陶瓷中的第二相在烧结和变形过程中有效地阻止了基体Al2O3的晶粒长大。在1650°C材料表现出良好的高应变速率超塑变形能力，变形抗力小于30MPa。微观组织观察表明由于变形过程中存在有益压应力，材料变形后晶界处未出现空洞，经变形量为60％的压缩变形后材料中存在较高密度的位错，位错主要存在于尖晶石和氧化锆第二相中，基体Al2O3的晶粒仍为等轴状，表明位错运动对晶界滑移起到了积极地协调作用。

摘要： 通过对钛合金TC4超塑性材料进行拉伸试验。研究了TC4的拉伸变形行为和组织演变规律，分析和讨论了变形温度和应变速率对其延伸率的影响，并获得最佳超塑变形工艺参数。对实验数据进行处理、拟合求出m值，分析应变速率对延伸率δ、m值影响，并得到最佳温度880°C，最佳应变速率ε=1.0×10-3s-1，最大延伸率δ=670％ 。应变速率敏感性指数m的最大值为0.68。

摘要： TB8合金经过固溶处理后,在电子万能拉伸试验机上进行了恒应变速率超塑性拉伸试验(变形温度840°C,应变速率0.0001s-1),研究了固溶后的显微组织,分析了拉伸过程中的流变行为,研究了拉伸后显微组织的演变规律.研究表明,在研究范围内,材料的延伸率都超过200％,材料具有超塑性,在同一拉伸温度和应变速率下,随着固溶温度的升高,材料的延伸率降低,流变应力降低;固溶温度对TB8合金的显微组织影响明显.

摘要： TB8合金经过固溶处理后,在电子万能拉伸试验机上进行了恒应变速率超塑性拉伸试验(变形温度840°C,应变速率0.0001s-1),研究了固溶后的显微组织,分析了拉伸过程中的流变行为,研究了拉伸后显微组织的演变规律.研究表明,在研究范围内,材料的延伸率都超过200％,材料具有超塑性,在同一拉伸温度和应变速率下,随着固溶温度的升高,材料的延伸率降低,流变应力降低;固溶温度对TB8合金的显微组织影响明显.

摘要： 本发明组分为：1.0-6.0%Al、0-0.4%RE、1.0-0.2%Zn、0.005-0.2%Be、0.05-0.5%Mn，对杂质元素限制为Si≤0.05%、Fe≤0.005%、Cu≤0.015%、Ni≤0.002%，其余为Mg。在大气中直接熔炼的条件下，在炉中加入工业纯镁、覆盖剂，待化清后加入Al、Be、RE、Zn、Sr、Mn，待全部熔化后，搅拌均匀，当710-740°C时，加精炼剂精炼5-15分钟，最后控制在710-740°C，静置10-20分钟，撇去浮渣，就在大气中在300-550°C下塑性变形加工。

摘要： 本发明涉及一种适用多工况的分步弹塑性变形的力学超材料，包括同一平面内周期性排列的多个元胞；所述元胞由一根竖直杆、两根斜杆和两根支撑杆构成，两根所述斜杆相连接，所述斜杆之间的连接点与所述竖直杆的一端连接，所述斜杆与所述支撑杆构成一菱形，所述斜杆的长细比不大于0.05，且所述斜杆与所述支撑杆的夹角不大于40°。本发明提供的超材料实现了可在多种工况下使用及分步弹塑性变形。在小冲击载荷下，可利用其第一应力平台进行能量吸收，对应着发生弹性变形，从而使得材料可重复利用；在较大的冲击载荷下，第二应力平台可参与到能量的吸收过程中来，此阶段发生塑性变形，增大能量吸收效率，从而起到更好的缓冲效果。

摘要： 本发明组分为:1.0—6.0%Al、0—0.4%RE、1.0—0.2%Zn、0.005—0.2%Be、0.05—0.5%Mn,对杂质元素限制为Si≤0.05%、Fe≤0.005%、Cu≤0.015%、Ni≤0.002%,其余为Mg。在大气中直接熔炼的条件下,在炉中加入工业纯镁、覆盖剂,待化清后加入Al、Be、RE、Zn、Sr、Mn,待全部熔化后,搅拌均匀,当710—740°C时,加精炼剂精炼5—15分钟,最后控制在710—740°C,静置10—20分钟,撇去浮渣,就可在大气中在300—550°C下塑性变形加工。

摘要： 本发明公开了一种能够实现钛合金低温超塑性的剧烈塑性变形方法的新装置，本发明的特点是通过剧烈塑性变形工艺改善钛合金的性能，实现低温超塑性，提高材料利用率，降低钛合金的生产成本，拓宽钛合金的应用领域。所采用的剧烈塑性变形新装置是经过改进的传统等通道弯角挤压工艺模具，能够实现试样的连续挤压，不但提高了实验的工作效率，还减轻了人工的操作强度。

摘要： 本发明公开一种超细晶棒材挤扭挤大塑性变形模具及成形方法，包括上冲头和凹模，凹模内设置有模腔，上冲头对模腔内的棒坯进行加工，凹模内设置有由上至下依次设置的进料通道、变形通道和出料通道，变形通道包括挤压过渡段、整体扭转段和缩颈挤压段，挤压过渡段、整体扭转段和缩颈挤压段同轴设置，整体扭转段横截面设置为圆角四边形，圆角四边形的四个顶角沿轴向方向螺旋延伸；本发明采用渐进式的变形方式，将大直径的圆形截面变为小直径的圆形截面，挤压过渡段先是一组对边变形较大，缩颈挤压段则是另一组对边变形较大，此种变形方式在可降低挤扭过程中的载荷，提高模具的使用寿命，有利于解决难变形材料在大挤压比情况下载荷大的问题。

摘要： 本发明公开了一种脐带缆超双相不锈钢管累积塑性变形分析方法，包括：在待测试件的首端、中部及末端分别设置标记点；将待测试件放置于加载装置上，将待测试件的首端固定于前滚轮的顶部，将待测试件的末端固定于后滚轮的顶部，且标记点朝上；驱动前滚轮及后滚轮先顺时针匀速旋转预设角度再逆时针匀速旋转预设角度，使待测试件随前滚轮及后滚轮同步旋转以完成上下卷测试；重复预设次数的上下卷测试，其中，每完成一次上下卷测试，则采集一次标记点的应变量信息；完成预设次数的上下卷测试后，将采集的所有应变量信息进行累加以生成累积塑性变形量。采用本发明可有效预测超双相不锈钢管制造、安装过程中累积的塑性变形，从而有效指导实际生产。

摘要： 本发明提供了一种波浪形中空蒙皮结构零件的超塑性变形/扩散连接的成形技术，属于材料成型技术领域。具体步骤为：根据最终形成零件的外形尺寸，切取尺寸相同的两个板材和与板材相同掩模板，去除板材表面的油污和氧化皮，根据掩模板的形状切割两个板材，并经过对齐封焊，然后放入一体化成形模具中，经过真空和温度的环境，模具进行合模，经历温度和氩气的环境完成扩散连接后，进行空心筋格的超塑成形，取出一体化成形模具，将成形零件模具中取出，经过切割获得波浪形中空蒙皮结构的零件。本发明在一个工艺流程中完成整体弯曲，整体扩散连接及超塑成形三个步骤，可以有效减少高温区工作次数及时间，从而大幅减少材料性能损耗。

摘要： 通过实施本发明实现的技术结果是由钛合金制备片材，其化学构成与具有低温超塑性变形特性的终产物的已知当前技术的制备能力最佳平衡。该结果通过低温超塑性变形片材材料实现，该片材材料基于包含下列(wt％)的钛合金：4.5‑5.5Al、4.5‑5.5V、0.1‑1.0Mo、0.8‑1.5Fe、0.1‑0.5Cr、0.1‑0.5Ni、0.16‑0.25O，其余为钛和杂质，其中钼结构当量值[Mo]当量高于5，并且铝结构当量值[Al]当量低于8；当量用下式确定：[Mo]当量＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5+[Ni]/0.8；[Al]当量＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6。

摘要： 本发明公开了一种微/纳颗粒增强钛基复合材料的等温超塑性变形方法，包括如下步骤：A、利用原位自生技术制备硼化钛和稀土氧化物微/纳颗粒混杂增强钛基复合材料，对复合材料进行两次以上真空自耗熔炼；B、将复合材料于β单相区进行开坯锻造，变形量大于或等于50％；将复合材料在(α+β)两相区进行等温锻造，变形量大于或等于60％，得到钛基复合材料锻坯；C、将钛基复合材料锻坯在近β相区进行热轧制，变形量大于或等于80％，经退火处理，即得。本发明利用等温锻造技术和热轧制加工成形，能够有效细化基体组织，提高材料成形率；且板材在800～1000°C、5×10

摘要： 本发明提供了一种波浪形中空蒙皮结构零件的超塑性变形/扩散连接的成形技术，属于材料成型技术领域。具体步骤为：根据最终形成零件的外形尺寸，切取尺寸相同的两个板材和与板材相同掩模板，去除板材表面的油污和氧化皮，根据掩模板的形状切割两个板材，并经过对齐封焊，然后放入一体化成形模具中，经过真空和温度的环境，模具进行合模，经历温度和氩气的环境完成扩散连接后，进行空心筋格的超塑成形，取出一体化成形模具，将成形零件模具中取出，经过切割获得波浪形中空蒙皮结构的零件。本发明在一个工艺流程中完成整体弯曲，整体扩散连接及超塑成形三个步骤，可以有效减少高温区工作次数及时间，从而大幅减少材料性能损耗。