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TiZrAlHf钛基中熵合金热变形及组织演变规律

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材料工程 2024年第1期52卷 128-136页

作者：刘倩倩杨啸雨高帆李臻熙刘宏武王青峰燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004 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

为优化新型TiZrAlHf钛基中熵合金的热加工窗口,采用热压缩模拟实验和组织表征的方法对热变形特性、热变形组织演变规律进行研究。结果表明:TiZrAlHf合金铸锭的组织主要由片层状α相和晶界处的魏氏组织组成。合金β转变温度(Tβ)为895℃... 详细信息

为优化新型TiZrAlHf钛基中熵合金的热加工窗口,采用热压缩模拟实验和组织表征的方法对热变形特性、热变形组织演变规律进行研究。结果表明:TiZrAlHf合金铸锭的组织主要由片层状α相和晶界处的魏氏组织组成。合金β转变温度(Tβ)为895℃,在α/α+β相区(700~850℃)测试工艺范围内变形时,变形温度700~750℃之间存在失稳区,热变形激活能为827.514 kJ/mol,变形组织主要为球状α相,软化机制为片层状α相球化;在β相区(900~1100℃)测试工艺范围内,加工图中不存在失稳区,同时所有试样均完好,无开裂,能够采用自由锻造的方式进行开坯及改锻,热变形激活能为113.909 kJ/mol,变形组织主要为拉长的β晶粒和内部的针状α′马氏体,软化机制为动态回复;两种变形软化机制的本质均为位错的增殖、滑移和胞状结构演化。

关键词：钛基中熵合金热变形组织演变 α相球化动态回复

TC11钛合金动态回复与动态再结晶高温本构模型研究

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有色金属科学与工程 2023年

作者：朱宁远陈秋明陈世豪左寿彬江西理工大学机电工程学院

采用Gleeble-1500热模拟试验机在变形温度为900～1050 ℃、应变速率为0.1～10 s-1的条件下，对TC11钛合金进行等温恒应变速率单轴压缩试验。组织观测结果表明，在热变形过程中，TC11钛合金存在明显的动态再结晶现象，变形温度为900 ℃和... 详细信息

采用Gleeble-1500热模拟试验机在变形温度为900～1050 ℃、应变速率为0.1～10 s-1的条件下，对TC11钛合金进行等温恒应变速率单轴压缩试验。组织观测结果表明，在热变形过程中，TC11钛合金存在明显的动态再结晶现象，变形温度为900 ℃和950 ℃时，再结晶晶粒尺寸随应变速率增加而先增大后减小；变形温度达1000 ℃和1050 ℃时，α相含量大量减少，组织演变中动态再结晶机制占主导，晶粒细化明显。为研究此现象对流变行为的影响，结合K-M位错密度模型与动态再结晶分数模型，建立了基于动态回复与动态再结晶现象的流动应力高温本构模型。将此本构模型预测结果与试验数据对比分析，相关性系数和平均相对误差分别为0.989和6.53%，表明所构建的考虑动态回复与动态再结晶的流动应力模型能够准确预测TC11钛合金热变形条件下的流动应力。

关键词： TC11钛合金动态回复动态再结晶高温本构模型 K-M位错密度模型

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

IC10合金的动态回复/再结晶本构行为研究

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中国机械工程 2017年第18期28卷 2256-2261页

作者：张宏建温卫东崔海涛肖健峰南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室南京210016 南京航空航天大学机械结构强度与振动国家重点实验室南京210016

对IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下开展了拉伸试验研究,试验结果表明:IC10合金在1073K附近表现出明显的动态回复力学特征,在1173~1373K范围内则表现出明显的动态再结晶特征。通过透射电子显微镜对试验样品进行观察,研究了IC1... 详细信息

对IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下开展了拉伸试验研究,试验结果表明:IC10合金在1073K附近表现出明显的动态回复力学特征,在1173~1373K范围内则表现出明显的动态再结晶特征。通过透射电子显微镜对试验样品进行观察,研究了IC10合金变形机理,结果表明,在1073~1373K范围内,IC10合金变形过程中螺位错和刃位错可动性相当,并在γ′相边界逐步形成一些胞状亚晶结构。最后,将工程中应用广泛的Sellars模型应用于描述IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下的力学行为,预测结果与试验结果的平均相对误差值不超过5%。

关键词： IC10合金动态回复动态再结晶本构模型细观机理

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钨动态回复过程的相场模型建立及其仿真模拟

中国有色金属学报 2021年第7期31卷 1767-1773页

作者：李作胜唐赛梁超平刘文胜马运柱中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室长沙410083

本文通过耦合Estrin-Mecking(E-M)位错密度模型,建立了金属动态回复微观组织演变的多相场模型,并研究多晶钨在温度1523~1723 K和应变率0.001~1 s^(−1)范围内发生动态回复过程的力学响应行为,分析其应力−应变曲线、平均晶粒尺寸和动态回... 详细信息

本文通过耦合Estrin-Mecking(E-M)位错密度模型,建立了金属动态回复微观组织演变的多相场模型,并研究多晶钨在温度1523~1723 K和应变率0.001~1 s^(−1)范围内发生动态回复过程的力学响应行为,分析其应力−应变曲线、平均晶粒尺寸和动态回复体积分数等变化规律。结果表明:在不同温度和应变率条件下模拟获得的应力−应变曲线和位错密度分布与实验研究相吻合;随着温度升高,动态回复过程中晶界存在细微移动,平均晶粒尺寸相应地增大,且温度越高愈显著。通过量化分析动态回复体积分数,发现提高温度或应变率均可加速动态回复进程,这与已有理论和实验结果一致。

关键词：动态回复相场法位错密度钨微观组织模拟

考虑动态回复过程的6005A铝合金动态力学模型

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机械工程学报 2014年第10期50卷 32-39页

作者：彭一波王罡潘尚峰融亦鸣清华大学机械工程系北京100084 伍斯特理工学院机械工程系

客车车厢用6系铝合金构件在碰撞、冲击过程中会在短时间内产生很大变形,其变形过程中动态力学行为是结构设计中的核心问题。采用Instron系列拉伸试验机,对6005A型铝合金经T6热处理后的试样进行动态拉伸试验,获得材料应变率从0.001 s–1... 详细信息

客车车厢用6系铝合金构件在碰撞、冲击过程中会在短时间内产生很大变形,其变形过程中动态力学行为是结构设计中的核心问题。采用Instron系列拉伸试验机,对6005A型铝合金经T6热处理后的试样进行动态拉伸试验,获得材料应变率从0.001 s–1到87 s–1范围内,从弹塑性变形直至断裂的完整应力应变曲线。试验结果表明,6005A型铝合金具有一定的应变率效应,随着应变率提升,铝合金材料的屈服极限有所上升而抗拉强度下降。根据试验所得真实应力-应变曲线,建立6005A型铝合金的Johnson-Cook本构模型,并依据位错理论,考虑加工硬化和动态回复过程对于流动应力的影响,对Johnson-Cook模型进行修正。修正模型在试验范围内,很好地预测了中等应变率下材料动态力学行为。

关键词：铝合金6005A 动态力学性能本构方程动态回复修正

镍钛形状记忆合金在热压缩变形下的动态回复和动态再结晶(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013年第1期23卷 140-147页

作者：江树勇张艳秋赵亚楠哈尔滨工程大学工程训练中心哈尔滨150001

通过获得镍钛形状记忆合金在应变速率(0.001～1s-1)和变形温度(600～1000℃)下的压缩真实应力—应变曲线,研究镍钛形状记忆合金在热变形下的力学行为。通过显微组织演变研究镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶,获得应变速率、变形... 详细信息

通过获得镍钛形状记忆合金在应变速率(0.001～1s-1)和变形温度(600～1000℃)下的压缩真实应力—应变曲线,研究镍钛形状记忆合金在热变形下的力学行为。通过显微组织演变研究镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶,获得应变速率、变形温度和变形程度对镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶的影响规律。镍钛形状记忆合金在600℃和700℃下,动态回复和动态再结晶共存,但在其他温度下表现出完全动态再结晶。增加变形温度或降低应变速率,导致较大的等轴晶粒。变形程度对镍钛形状记忆合金的动态再结晶具有重要的影响。在镍钛形状记忆合金的动态再结晶中存在临界变形程度,当大于临界变形程度时,较大的变形程度有助于获得细小的等轴再结晶晶粒。

关键词：镍钛合金形状记忆合金动态回复动态再结晶热变形

Al-5Zn-2Mg合金在动态回复过程中的流变软化与微观组织演变(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第1期24卷 42-48页

作者：李落星王冠刘杰姚再起湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州311228

将7005铝合金在变形温度为300-500℃、应变速率为0.05-50 s-1的条件下进行等温压缩实验，研究材料的流变应力行为及微观组织演变规律，使用金相显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）、电子背散射花样（EBSD）等方法观察、分析热压缩试... 详细信息

将7005铝合金在变形温度为300-500℃、应变速率为0.05-50 s-1的条件下进行等温压缩实验，研究材料的流变应力行为及微观组织演变规律，使用金相显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）、电子背散射花样（EBSD）等方法观察、分析热压缩试样。通过计算得到7005铝合金的激活能为147 kJ/mol，与纯铝的晶格自扩散能（142 kJ/mol）相近。7005铝合金热变形过程中主要的恢复机制为动态回复。在高应变速率（50 s-1）条件下，试样由于变形温升的影响会发生流变软化。经过温升修正后，在较高变形温度下材料依然存在软化现象。通过微观组织分析可知，该现象主要与材料动态回复过程中晶界迁移引起的晶粒粗化有关。

关键词： 7005铝合金变形动态回复流变软化微观组织演变

超纯Cr17铁素体不锈钢热变形过程的动态回复行为

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第12期33卷 1734-1736,1753页

作者：刘海涛王猛高飞刘振宇东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

采用热力模拟试验机进行单道次压缩试验,旨在揭示超纯Cr17铁素体不锈钢在热变形过程中的动态回复行为.在变形速率为1 s-1,最大真应变为0.8的条件下研究了900~1 150℃范围内的热变形行为及组织演化规律.结果表明,单道次压缩得到的应力-... 详细信息

采用热力模拟试验机进行单道次压缩试验,旨在揭示超纯Cr17铁素体不锈钢在热变形过程中的动态回复行为.在变形速率为1 s-1,最大真应变为0.8的条件下研究了900~1 150℃范围内的热变形行为及组织演化规律.结果表明,单道次压缩得到的应力-应变曲线均呈动态回复型.变形温度越高,动态回复越快.当变形温度较低时,微观组织演化以晶界拱出和变形晶粒的形成为主要特征;当变形温度较高时,微观组织演化以大量亚晶界和亚晶的形成为主要特征.

关键词：铁素体不锈钢热变形单道次压缩动态回复显微组织