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耦合初始微结构的不连续动态再结晶模型（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第11期28卷 2295-2307页

作者：钟茜婷黄林科王磊刘峰董晓明张忠铧西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 宝山钢铁有限股份公司研究院上海201900

为了定量描述和预测中低层错能金属热加工过程中不连续动态再结晶(DDRX)的动力学过程,通过考虑原始晶粒尺寸分布特征、初始晶界(GBs)的曲率效应和GBs的连续消耗作用,构建新的基于物象的动力学模型。采用Incoloy028合金进行压缩试验以获... 详细信息

为了定量描述和预测中低层错能金属热加工过程中不连续动态再结晶(DDRX)的动力学过程,通过考虑原始晶粒尺寸分布特征、初始晶界(GBs)的曲率效应和GBs的连续消耗作用,构建新的基于物象的动力学模型。采用Incoloy028合金进行压缩试验以获得动力学数据(再结晶晶粒的尺寸和体积分数)和显微组织。结果表明,DDRX过程特征参数,即流变应力、再结晶分数和晶粒尺寸演变的模型计算结果与实验匹配良好;在此基础上,提出再结晶晶粒长大的热动力学关系,即:动力学能垒随热力学驱动力的增大而不断减小。

关键词：不连续动态再结晶动力学模型晶界初始显微组织

近α钛合金TA15在β单相区等温变形过程中不连续动态再结晶的模拟与实验研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第6期24卷 1819-1829页

作者：武川杨合李宏伟西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室西安710072

介绍了元胞自动机法模拟钛合金Ti-6A1—2Zr—1Mo—1V(TA15)在β单相区等温压缩过程中的不连续动态再结晶现象。通过元胞自动机模型,动态地模拟了再结晶的形核和后续长大。再结晶晶粒长大的驱动力由晶界处位错密度的演化提供。为了验证... 详细信息

介绍了元胞自动机法模拟钛合金Ti-6A1—2Zr—1Mo—1V(TA15)在β单相区等温压缩过程中的不连续动态再结晶现象。通过元胞自动机模型,动态地模拟了再结晶的形核和后续长大。再结晶晶粒长大的驱动力由晶界处位错密度的演化提供。为了验证本CA模型的正确性,将通过CA模型预测所得的应力-应变曲线与实验值进行对比。对比结果表明,在1020℃,应变速率1.0、0.1、0.01 s^(-1)的条件下,二者平均相对误差分别为10.2%、10.1%和6%;而在1050℃,应变速率1.0、0.1、0.01 s^(-1)的条件下,二者平均相对误差分别为10.2%、11.35%和7.5%,验证了模型的可靠性。另外,基于该CA模型预测研究了再结晶晶粒尺寸、长大速度和再结晶动力学特征。结果表明,再结晶晶粒长大速率随着应变速率或温度的升高而升高;再结晶晶粒尺寸随着应变速率的降低而增加;再结晶体积分数随着应变速率的增加或温度的降低而降低。

关键词：不连续动态再结晶元胞自动机位错密度演化再结晶动力学 TA15钛合金

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动态再结晶对纯镍热压连接界面结合率的影响

中国有色金属学报 2024年

作者：仝珏川袁瑶仝大明郭正洪顾剑锋上海交通大学材料改性与数值模拟研究所上海市激光制造与材料改性重点实验室

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系，以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合，触发了不同类型的不连续动态再结晶。对热压后的试棒经室温拉伸测试和显微组织表征发现，热压... 详细信息

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系，以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合，触发了不同类型的不连续动态再结晶。对热压后的试棒经室温拉伸测试和显微组织表征发现，热压温度高至1100℃和热压变形速率低至0.001s-1的组合易于触发晶界弓出的再结晶方式，分体试棒连接界面的迁移效应显著，导致高的结合率；而热压温度低至800℃和热压变形速率高至0.01s-1的组合主要导致亚晶合并的再结晶方式，其对界面迁移的影响相对较弱，分体试棒的界面结合率较低。亚晶合并耦合多相场法的界面迁移模型分析同样表明，亚晶合并形核仅能消除小角度晶界，而对大角度晶界(如连接界面)的消除效果较弱。

关键词：热压连接不连续动态再结晶连接界面结合再结晶形核类型多相场法

纯δ-铁素体低密度钢热变形模型及再结晶特征

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钢铁 2024年

作者：朱雯婷储双杰陈赛王美晨张启飞毛博宝山钢铁股份有限公司上海交通大学材料科学与工程学院

Fe-Al低密度钢作为一类新兴的钢铁材料，凭借其低密度、高塑性、优异耐蚀性、成本效益和批量生产的可行性引起广泛的关注和研究。与其他具有竞争力的结构材料相比，高铝Fe-Al低密度钢组织为粗大δ-铁素体，在无相变发生的情况下如何细化... 详细信息

Fe-Al低密度钢作为一类新兴的钢铁材料，凭借其低密度、高塑性、优异耐蚀性、成本效益和批量生产的可行性引起广泛的关注和研究。与其他具有竞争力的结构材料相比，高铝Fe-Al低密度钢组织为粗大δ-铁素体，在无相变发生的情况下如何细化Fe-Al铁素体钢的晶粒成为一个难题。利用热模拟试验机和微观组织分析等手段，对高铝Fe-7.5Al铁素体低密度钢在变形温度为850～1 100 °C及应变速率为0.01～10 s-1条件下的热变形过程中的组织演化和再结晶行为进行分析，提供动态再结晶实现晶粒细化以达到强度和塑性的良好配合的可行性。基于压缩真应力-应变曲线，构建了预测峰值应力的本构方程，并根据动态材料模型绘制了Fe-7.5Al钢的热加工图。结果表明，Fe-7.5Al钢的热变形行为符合具有中等层错能的合金材料的一般规律，由位错的滑移和攀移控制；Fe-7.5Al钢的动态软化机制以动态回复为主。提高变形温度和应变速率有利于不连续动态再结晶行为的发生，这种不连续再结晶形核是由应变诱导晶界迁移产生的，其热变形激活能约为368.5 kJ/mol。在变形温度较低(1 s-1)下将出现不稳定塑性变形区，此时Fe-7.5Al钢将沿δ/δ-铁素体晶界形成微带，并且在三叉晶界处产生楔形开裂。

关键词：低密度δ-铁素体钢热变形组织演变动态回复不连续动态再结晶

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亚稳β钛合金Ti-1500热变形行为

金属热处理 2023年第5期48卷 158-165页

作者：张书铭林博超辛社伟王钧仡黄志涛付明杰中国航空制造技术研究院北京100024 西北有色金属研究院陕西西安710016

通过等温热压缩试验研究了新型亚稳β钛合金Ti-1500在750~910℃、0.001~10 s^(-1)条件下的热变形行为。建立了耦合应变的双曲正弦型Arrhenius本构方程,基于动态材料模型及Prasad流变失稳准则构建了热加工图,分析了变形后的显微组织。结... 详细信息

通过等温热压缩试验研究了新型亚稳β钛合金Ti-1500在750~910℃、0.001~10 s^(-1)条件下的热变形行为。建立了耦合应变的双曲正弦型Arrhenius本构方程,基于动态材料模型及Prasad流变失稳准则构建了热加工图,分析了变形后的显微组织。结果表明,随着变形温度升高、应变速率降低,合金的流变应力降低,相同条件下合金的峰值流变应力略高于Ti55531合金,低于M28合金。合金在两相区的平均热变形激活能为291.36 kJ/mol,远高于纯钛的自扩散激活能,β单相区为153.96 kJ/mol,与纯钛的自扩散激活能接近。两相区能量耗散效率峰值位于低应变速率(0.001 s^(-1));单相区能量耗散效率峰值位于中低应变速率(0.01~0.1 s^(-1));所有试验温度下,应变速率高于1 s^(-1)时发生变形失稳。结合显微组织分析可以将变形分为3个区域,即低温低应变速率下的β→α相变区、中高温低应变速率下的β再结晶区以及高应变速率下变形不均匀的失稳区。

关键词： Ti-1500亚稳β钛合金热变形本构方程热加工图动态回复不连续动态再结晶

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理

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材料工程 2020年第2期48卷 108-113页

作者：朱鸿昌罗军明朱知寿南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室北京100095

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核... 详细信息

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。

关键词： TB17钛合金 β热变形动态回复连续动态再结晶不连续动态再结晶

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TB17钛合金高温压缩变形行为

航空材料学报 2019年第3期39卷 44-52页

作者：朱鸿昌罗军明朱知寿南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室北京100095

通过Gleeble3800热模拟试验机对TB17钛合金在变形温度860~980℃、应变速率为0.001~1s–1、最大变形量为70%下高温变形行为进行研究。通过材料参数与真应变之间的关系,利用Arrhenious本构方程关系式和Z参数建立流变应力和变形温度、应变... 详细信息

通过Gleeble3800热模拟试验机对TB17钛合金在变形温度860~980℃、应变速率为0.001~1s–1、最大变形量为70%下高温变形行为进行研究。通过材料参数与真应变之间的关系,利用Arrhenious本构方程关系式和Z参数建立流变应力和变形温度、应变速率和真应变三者之间的本构关系,并对组织进行分析。结果表明:TB17钛合金在应变速率为0.001~0.01s–1、变形温度为890~980℃下更容易发生连续动态再结晶,而在应变速率为0.1~1s–1下主要发生不连续动态再结晶;误差分析结果显示计算值与实测值平均相对误差为6%,说明建立的本构关系模型具有较高的准确度。

关键词： TB17钛合金热变形连续动态再结晶不连续动态再结晶 Arrhenious本构方程

变形次数及温度对7A04铝合金微观组织及力学性能影响的研究

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热加工工艺 2013年第15期42卷 130-133页

作者：杨勇彪张治民王强中北大学材料科学与工程学院山西太原030051

采用液压机制备了不同变形次数、总应变均为75%的7A04铝合金材料,使用ISTRON拉伸实验机测试了力学性能,利用金相显微镜分析了微观组织。结果表明:温度为320℃时,由于不完全的不连续动态再结晶导致混晶中大尺寸晶粒的增加,随变形次数增多... 详细信息

采用液压机制备了不同变形次数、总应变均为75%的7A04铝合金材料,使用ISTRON拉伸实验机测试了力学性能,利用金相显微镜分析了微观组织。结果表明:温度为320℃时,由于不完全的不连续动态再结晶导致混晶中大尺寸晶粒的增加,随变形次数增多,变形后的材料强度下降;当温度为480℃时,由于纤维的拉长方向与表面夹角减小,强度随变形次数的增加而增加,仅变形次数为一次时发生了不完全不连续的动态再结晶。在相同变形次数时,480℃的强度高于320℃时的强度。

关键词： 7A04铝合金变形次数不连续动态再结晶屈服强度