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3003铝合金的热变形机制研究

铸造技术 2014年第9期35卷 1953-1955页

作者：郑旋魏林锋赣南医学院江西赣州341000 暨南大学广东广州510632

根据3003铝合金热压缩试验数据,采用动态材料模型构建了铝合金的热加工图,研究了铝合金的微观组织演变并建立了热变形机制图。结果表明,3003铝合金在低温高速区域发生加工失稳;在中温高速区域,发生动态再结晶,并且此区域为热加工的最佳... 详细信息

根据3003铝合金热压缩试验数据,采用动态材料模型构建了铝合金的热加工图,研究了铝合金的微观组织演变并建立了热变形机制图。结果表明,3003铝合金在低温高速区域发生加工失稳;在中温高速区域,发生动态再结晶,并且此区域为热加工的最佳区域。

关键词：热变形机制热压缩试验真实应力-应变曲线

低成本Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-xB合金的热变形机制及组织演变研究

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低成本Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-xB合金的热变形机制及组织演变研究

作者：许广华昆明理工大学

学位级别：硕士

Ti-4Al-2.5V-1.5Fe合金具有与Ti-6Al-4V合金强度和伸长率相当的力学性能,并且以廉价的铁元素替代了昂贵的钒元素作为β稳定元素,降低了合金成本,同时该合金最大的优势是既可以热加工又可以冷加工,能够加工成板、带、管等钛加工材,具有... 详细信息

Ti-4Al-2.5V-1.5Fe合金具有与Ti-6Al-4V合金强度和伸长率相当的力学性能,并且以廉价的铁元素替代了昂贵的钒元素作为β稳定元素,降低了合金成本,同时该合金最大的优势是既可以热加工又可以冷加工,能够加工成板、带、管等钛加工材,具有广阔的应用前景。目前,高性能低成本钛合金是钛合金开发和应用研究的重点方向之一。然而由于原始铸锭的晶粒较为粗大,为获得性能优异的实际应用产品,需要对铸锭进行开坯锻造等一系列热机械处理,不仅工艺流程复杂,而且成材率较低,提高了其制造成本。大量研究结果表明,钛合金产品的综合性能与铸锭的原始组织密切相关,通过添加硼或硼化物不仅可以细化铸锭晶粒,而且从理论上可以提高合金性能,同时降低后续热加工的难度,实现低成本与高性能的良好匹配。但是,目前关于热机械处理过程中硼化物对钛合金的热变形响应以及强化机制的研究是不充分的,仍需进一步深入研究。基于此,本文以TiB为硼源制备了硼改性钛合金,并综合运用XRD、SEM、TEM、EBSD以及有限元模拟等现代分析和测试手段,表征了铸锭、锻态合金、多道次热压缩试样及轧态合金的组织形貌、微观结构、织构及板材的力学性能,详细地研究了TiB的添加对钛合金铸锭晶粒细化机制、热机械处理过程含硼钛合金的热变形行为及强化机制的影响,获得了如下研究结果:以TiB作为硼源制备的钛合金具有与合金中直接加B单质相同的效果——细化铸态合金的晶粒,质量分数0.04wt.%B是Ti-4Al-2.5V-1.5Fe合金晶粒开始明显细化的拐点,低于该含量时,TiB的添加对合金铸锭晶粒细化的效果并不显著。以TiB作为硼源的合金铸锭的晶粒细化归因于原位反应生成TiB分解产生的B原子引起的成分过冷以及形成的富硼层对晶粒生长的限制。熔炼后在铸锭晶界处形成链状结构的TiB晶须通过钉扎效应有效避免了高温变形期间晶粒的异常生长。相对于锻造后基态合金表现出的粗大晶粒,硼改性钛合金由于TiB的存在对细晶结构进行了保存,将降低进一步热机械处理过程中合金塑性变形的难度。通过Ti-4Al-2.5V-1.5Fe(B)合金多道次热变形实验,研究了热变形参数与硼化物对钛合金组织及变形机制的影响。在构建钛合金应变补偿型-Arrhenius本构方程过程中发现硼化物的加入使合金的热激活能发生了明显降低,这可能与硼改性钛合金拥有更大的再结晶能力直接相关。并且,在进一步的显微组织研究中确实观察到硼改性钛合金具有更大的再结晶能力,这归因于TiB的第二相诱导再结晶(PSN)机制。基于有限元方法,研究了变形过程中硼化物对合金等效应变分布的影响。结合模拟结果及相应组织分析表明,硼改性钛合金可以有效缓解应变局部化,一定程度上避免变形过程中的显微组织不均匀以及流动失稳现象的发生。最后对锻后合金进行实际轧制,由于硼化物添加所带来的细晶强化、第二相弥散强化等多种强化机制作用下,使轧态的硼改性钛合金板材具有比基态合金更加优异的强度与塑性结合。综上表明,通过常规工艺可以获得力学性能更加优异的硼改性钛合金,而相对于基态合金,硼改性钛合金又可以将热变形中的细晶结构有效继承和保留,提高了合金的成形性,降低了热机械处理的难度,这对于以低成本的方式大规模生产性能更加优异的钛合金提供了新的策略。

关键词： Ti-Al-V-Fe合金硼改性热机械处理组织演变热变形机制力学性能

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35CrMo钢热变形机制的模拟研究

大型铸锻件 2000年第2期 22-25页

作者：郭会光张巧丽游晓红卢志永窦立军太原重型机械学院山西030024 天津重型机械厂天津300400

以弯曲镦锻 3 5 Cr Mo钢火车曲轴为例 ,通过将该钢以 90 0℃～ 1 2 5 0℃变形温度 ;0 .0 5 s-1、0 .5s-1、1 .0 s-1的应变速率 ;在 Greeble-1 5 0 0试验机上进行压缩 1 5 %～ 80 %的热变形实验 ,和随后进行的微观组织分析得出了 :材料... 详细信息

以弯曲镦锻 3 5 Cr Mo钢火车曲轴为例 ,通过将该钢以 90 0℃～ 1 2 5 0℃变形温度 ;0 .0 5 s-1、0 .5s-1、1 .0 s-1的应变速率 ;在 Greeble-1 5 0 0试验机上进行压缩 1 5 %～ 80 %的热变形实验 ,和随后进行的微观组织分析得出了 :材料热变形屈服应力变化模型 ;材料热变形本构关系 ;动态与静态再结晶模型和热加工参数与微观组织变化的相关性资料。描绘了在 1 2 5 0℃ ,应变速率为 1 .0 s-1时 ,3 5 Cr Mo钢热变形应力应变曲线和相应的再结晶组织。通过对 3 5 Cr Mo钢在高温大变形条件下 ,试件内部各区域晶粒尺寸的回归计算 ,验证了该钢热变形晶粒计算模型。

关键词： CrMo钢热变形机制内燃机火车曲轴模拟

亚稳β-Ti合金Ti-1023的热变形机制

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稀有金属快报 2002年第4期21卷 24-25页

作者：曾立英

据报道,Timet公司制备出低成本的β-Ti合金,因此β-Ti合金有望替代航空和汽车工业的一些高强钢零部件.亚稳的β-Ti合金Ti-10V-2Fe-3Al(Ti-1023)合金锻造温度较低,热处理调整后合金的强度可高达1200MPa～1400MPa,延伸率为4%～10%.许多研... 详细信息

据报道,Timet公司制备出低成本的β-Ti合金,因此β-Ti合金有望替代航空和汽车工业的一些高强钢零部件.亚稳的β-Ti合金Ti-10V-2Fe-3Al(Ti-1023)合金锻造温度较低,热处理调整后合金的强度可高达1200MPa～1400MPa,延伸率为4%～10%.许多研究人员已研究了该合金的组织-性能关系,但对其热变形机制的研究较少.β-Ti合金热变形过程中存在大晶粒超塑性,这是由亚晶的存在及反常扩散引起的.应变速率较低时(相对等温锻造),合金的初始组织不论是β还是α+β,合金内均出现动态回复.为选择适宜的加工工艺和更好地控制合金的组织,印度研究人员研究了初始组织为α+β的Ti-1023合金在不同温度、不同应变速率下的热变形机制.采用合金的应力-应变行为、动态参数如应力指数及表观激活能三种方法来评价其热加工机制.

关键词：亚稳 β-Ti合金热变形机制钛合金

单相亚稳β组织的Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr合金的热变形机制

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钛工业进展 2015年第1期32卷 45-45页

作者：席锦会

Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr合金是一种高强近β型钛合金,该合金兼具良好的加工性能和力学性能,已被用于制造大型航空部件。日本研究人员基于组织演变和加工图技术,对原始组织为单相β等轴晶的Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr合金的热变形机制进行了研究。实... 详细信息

Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr合金是一种高强近β型钛合金,该合金兼具良好的加工性能和力学性能,已被用于制造大型航空部件。日本研究人员基于组织演变和加工图技术,对原始组织为单相β等轴晶的Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr合金的热变形机制进行了研究。实验温度分别为600、700、800、900、1 000、1 100℃,应变速率分别为0.001、0.01、0.1、1、10s^-1。

关键词： β型钛合金热变形机制组织演变单相力学性能加工性能航空部件研究人员

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Mn18Cr-18N钢热变形机制的研究

特殊钢 1999年第2期20卷 14-16页

作者：郭会光张巧丽陈慧琴郭亚军吴庆培王谦和胡晗光太原重型机械学院山西德意集团公司东北大学上海重机集团公司

依据Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ护环钢的热力学模拟试验所进行的热变形微观组织研究，列举出几种典型锻造规范和变形机制。试样在不同温度下热压变形，产生的微观破坏的极限变形值为：８５０℃３９％，９５０℃４６％，１０５０℃５３％... 详细信息

依据Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ护环钢的热力学模拟试验所进行的热变形微观组织研究，列举出几种典型锻造规范和变形机制。试样在不同温度下热压变形，产生的微观破坏的极限变形值为：８５０℃３９％，９５０℃４６％，１０５０℃５３％，１１００℃４０％，１２３０℃４７％。

关键词：护环钢热变形机制锻造

近β钛合金在(α+β)相区的均匀化锻造及变形机制(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：肖阳志宏邓晔琛安益昕詹孝冬张晓泳汪冰峰中南大学材料科学与工程学院中南大学粉末冶金国家重点实验室

变形组织的均匀化是钛合金(α+β)相区锻造工艺的关键。本文通过双圆锥台压缩实验获得了Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe钛合金在应变范围为0.1～1的微观组织。采用EBSD技术和TEM技术对其微观组织进行了分析。当应变小于0.42时，其变形机制为动... 详细信息

变形组织的均匀化是钛合金(α+β)相区锻造工艺的关键。本文通过双圆锥台压缩实验获得了Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe钛合金在应变范围为0.1～1的微观组织。采用EBSD技术和TEM技术对其微观组织进行了分析。当应变小于0.42时，其变形机制为动态回复。当应变在0.42～0.88范围内时，其变形机制为动态再结晶。当应变超过0.88时，会出现变形带。构建了与微观组织均匀程度相关的变形机制图。在应变量为0.6，变形温度为860℃时，获得了较为均匀的变形组织。这是由于动态再结晶形成了新晶粒，减小晶粒之间的尺寸差，提高了组织的均匀程度。

关键词：近β钛合金热变形机制动态再结晶均匀程度双圆锥台压缩实验

Ti-10V-2Fe-3Al合金热变形的研究

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材料工程 2003年第12期31卷 3-6,10页

作者：鲍如强黄旭黄利军曹春晓北京航空材料研究院

利用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金两种状态在不同变形温度及不同变形速率条件下的热变形行为进行了研究。结果表明,不同初始状态对合金的应力应变行为影响较大,经过固溶处理后在低于相变点变形时合金的流变应力比较高,... 详细信息

利用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金两种状态在不同变形温度及不同变形速率条件下的热变形行为进行了研究。结果表明,不同初始状态对合金的应力应变行为影响较大,经过固溶处理后在低于相变点变形时合金的流变应力比较高,但在高于相变点变形时流变应力没有明显差异;合金的应力指数与合金的状态和应变速率有关,大概以0.1s-1为界分为低应变速率和高应变速率两部分;合金的表观激活能与材料的状态、变形温度及变形速率有关。当两种状态下的合金在温度为650～800℃、应变速率为0.001～0.1s-1范围内变形时,β相内只发生动态回复,而α相除了发生动态回复外还可能发生动态再结晶;合金在相变点以上变形时只存在着单一的动态回复机制。

关键词： Ti-10V-2Fe-3Al合金热变形机制流变应力动态回复机制

粉末冶金TiAl合金热变形行为及加工图的研究

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稀有金属 2010年第2期34卷 159-165页

作者：王辉刘咏张伟李洲李慧中王丽杨广宇中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

采用热模拟压缩试验研究了粉末冶金TiAl合金在温度1000～1150℃、应变速率0.001～1s-1范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力-应变曲线具有应力峰和流变软化特性。为了研究TiAl合金在有限应变下的变形行为,基于动态材料模型(DMM)建... 详细信息

采用热模拟压缩试验研究了粉末冶金TiAl合金在温度1000～1150℃、应变速率0.001～1s-1范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力-应变曲线具有应力峰和流变软化特性。为了研究TiAl合金在有限应变下的变形行为,基于动态材料模型(DMM)建立起了TiAl合金加工图。试验结果表明,在高应变速率(>0.1s-1)变形时,材料落入流动失稳区域,出现表面开裂。这对材料的变形是有害的,要避免在流动失稳区进行热加工处理。而在温度为1000～1050℃,应变速率为0.001～0.01s-1时,功率耗散率η值在35%～50%之间。这个区域对应的变形机制为动态再结晶,适合进行热加工。在高温(≥1100℃),低应变速率(0.001s-1)变形时,功率耗散率η达到最大值60%,此时材料发生超塑性变形。

关键词：粉末冶金TiAl合金加工图热变形机制再结晶