微细组织球墨铸铁的恒温超塑性

将某些球铁于铝浴中循环快速加热和冷却以使其基体组织微细化,并在其共析转变温度区间附近进行拉伸试验,便可确定球铁中有无超塑性现象发生。在M_(10)(含M_n量为1.0％)的F+A+F_(e3)C温度区间及M15(含M_n量为1.5％)的A+F_(e3)C温度区间,流变应力的高的应变速度敏感性指数,表明有超塑性。M_(10)与M_(15)的应变速度敏感性指数不是常数,在高的应变速度时它逐渐减至与M_(o3)(含M_n量为0.3％)相近的数值。加M_n合金化扩大了形成微细组织的温度区间,因而允许高的试验温度。由于在石墨两侧空洞的形成导致早期断裂,因而就得不到象有色金属超塑性材料那样高的延伸特性。微细组织球铁与通常的球铁相比具有高的室温强度和塑性。     

CrWMn钢的恒温超塑性

CrWMn钢经循环加热淬火超细化处理后,在710～730℃,拉伸夹头速率为0.2-0.8mm/min变形时均可获得极佳的超塑性,其最大延伸率达816%,而流变应力仅为2.75kgf/mm~2.利用lgσ-lgε曲线斜率法测得其应变速率敏感性指数-m值为0.4左右.     

Zn-22Al合金在超塑温度及复合加载下屈服条件的实验研究

通过薄壁管复合加载实验及单向拉伸卸载组合实验,证明了Zn-22Al合金在超塑温度-速度条件下遵循Mises屈服条件,且与应变速度呈(σ_1-σ_2)~2+(σ_2-σ_3)~2+(σ_3-σ_1)~2=2(σ=K_(ε~m))~2的关系。给出了该合金在250℃、应变速度为3.3×10~(-2)(sec~(-1))时,平面应力且0.2％应变时的屈服椭圆方程为通过单向拉伸位置预置自动卸载组合实验及数学回归分析处理,可定量地确定关系式(变形一定时,σ=K_(ε~m)),且证明K、m与变形程度或变形速度有关。通过薄壁管复合加载实验和分析,还得到薄壁筒形件吹塑时的吹塑压力-应力图和压力-应变图,可为判断和选择类似的吹塑成型力学条件提供参考。     

含稀土的23Cr型双相不锈钢的高温变形行为

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在950~1200℃,应变速率为0.1~10s-1条件下进行了含稀土的23Cr型双相不锈钢的热压缩变形,获得了流变曲线,建立了热变形方程,分析了变形组织。结果表明:在流变曲线上既存在峰值应力也有稳态应力;在高温低应变速率条件下,峰值应变减小。上述变形条件下,试验钢的热变形激活能Q=436kJ/mol,表观应力指数n=3.91,热变形方程为:ε=2.41×1016[sinh(0.012σs)]3.91exp (-436000/RT)。奥氏体的动态再结晶在试验钢的动态软化机制中起主导作用且随着温度的升高和应变速率的降低越来越充分;而大应变下,铁素体的软化主要表现为较充分的动态回复。稀土元素影响了热变形时两相中Mo元素的再分配是稀土改善双相不锈钢高温塑性的重要原因之一。稀土使Mo在铁素体中浓度较低温度下降低,高温下升高;而奥氏体相中,使得Mo浓度在较低温度下升高而高温下降低。     

稀土Er对ZK60镁合金变形行为的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了稀土元素Er对ZK60镁合金的热压缩变形行为的影响。通过引入Zener-Hollomon参数和双曲正弦函数构建了ZK60和ZK60-1.0Er镁合金的本构方程,同时采用应变硬化率θ-流变应力σ关系曲线确定动态再结晶发生的临界应力σc值。结果表明:ZK60和ZK60-1.0Er两种镁合金在热压缩变形过程中,随着变形温度T的升高,压缩流变应力σ值均减小;随着应变速率ε?的增加,流变应力σ值均增加。添加稀土元素Er使得ZK60镁合金热压缩变形流变应力σ值和应力指数n值增加,在变形温度为160~320℃时提高了发生动态再结晶的临界应力σc值,稀土相的存在促进了再结晶晶粒的形核,降低了平均变形激活能Qˉ值。     

微细晶粒超塑变形模型

本文根据微细晶粒LC4合金的超塑变形试验结果,分析了超塑变形的微观过程,提出一个基于非固有晶界位错运动的超塑变形模型。根据此模型及其本构方程,当晶粒较大变形温度较高时,ε∝σ~2/d,且超塑变形过程由体自扩散所控制,变形的激活能约等于体自扩散激活能;当晶粒较小变形温度较低时,ε∝σ~2/d~2,且该过程由晶界自扩散所控制,变形的激活能约等于晶界自扩散激活能。在8.2～11.5μm 的晶粒尺寸和445～505℃条件下,根据此模型计算得到的 LC4超硬铝的超塑变形应变速率与实测数据符合得颇好。     

Mn-Ni-Mo系核电用钢高温流变行为及热加工图

在变形温度为950~1 250℃、变形速率为0.01~10 s~(-1)的条件下对Mn-Ni-Mo系核电用钢进行高温热压缩实验。结合Arrhenius双曲正弦本构方程,通过多元线性回归分析获得热激活能Q、结构因子A及材料常数n和α对应变的响应规律,从而建立流变应力与应变量、温度和应变速率之间的变参数Arrhenius本构模型。同时,基于真应力-应变曲线,建立输入参数为温度(T)、变形速率(ε)、应变(ε)和输出参数为流变应力(σ)的神经网络预测模型(ANN)。研究结果表明:神经网络模型(ANN)的预测精度更高,其预测流变应力的平均相对误差为1.31%。根据动态材料模型理论(DMM),构建并分析合金在应变为0.9时的热加工图,确定了最佳热变形工艺参数,即当变形温度为950~1 250℃,应变速率为0.06~0.3 s~(-1)时,峰值功率耗散系数(η)约为0.54;当变形温度为1 100~1 250℃,应变速率为0.3~1 s~(-1)时,峰值功率耗散系数(η)约为0.44。     

Cr12MoV钢的压缩超塑性研究

研究了Cr12MoV钢超塑性压缩变形的力学特性和应变速率敏感性指数m值.在温度780～820℃、初始应变速率(1.5～15)×10-4 s-1条件下测得压缩应力-应变曲线,测量、计算了试样膨胀系数.分析结果表明,试样压缩后基本保持圆柱状,膨胀系数大于1;在780～820℃,(1.5～15)×10-4 s-1压缩条件下,稳态阶段流变应力低至80 MPa,应变速率敏感性指数m约0.23,与其拉伸超塑性m值相近,显示出良好的超塑性.     

409L铁素体不锈钢的热变形行为

采用热/力模拟实验研究409L铁素体不锈钢在950、1 000、1 050、1 100、1 150℃、应变速率为0.01、0.1、1.0 s-1,压下量为50%时的热变形行为,讨论热变形参数对流变应力的影响.结果表明,409L铁素体不锈钢的表观应力指数为4.06,热变形表观激活能为212 kJ/mol;409L铁素体不锈钢的热变形方程.ε=3.017.109[sinh(α.pσ)]4.06exp(-212 000/RT).其软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,随着Z值从6.11×105增加到1.15×109,热变形峰值应力相应从11.71 MPa增加到66.94 MPa.     

粉末冶金法制得的白口铸铁的超塑性研究

通过快速结晶法制得了2.875％C+1.3％Cr的白口铸铁粉末。然后用热等静压方法在温度720℃,压力150MPa将粉末压3h得到了高密度的粉末压块。压块经63％的变形后,显微组织由晶粒尺寸为1～3μm的铁素体和直径小于3.5μm的渗碳体颗粒组成。在670～770℃的温度区间和3×10~(-4)～1~(s-1)的应变速率范围,对材料在热等静压后和热等静压+63％的墩粗变形后的超塑性行为进行了研究。研究结果表明:材料在720℃和3×10~(-3)～3×10~(-2s-1)的应变速率下显示出低的流动应力和高的应变速率敏感性(m=0.42)。     

金属粉末冲击成形的理论研究

本文应用动力学和流变学探讨了金属粉末冲击成形理论。采用了装有单板计算机的动态测试装置测定落锤冲击粉末体产生的应力、位移和时间。研究结果表明: (1)具有一定动能的落锤产生的最大冲击应力和时间取决于落锤重量、粉末在模具中充填量和粉末体变形程度。粉末体的压制密度取决于最大冲击应力和时间,而与冲击动能无对应关系。 (2)冲击成形的应力和应变关系可以用黄培云教授提出的非线性粘弹方程σ=Mε~m+ηε~K来描述。其中σ为应力,ε为应变,ε为应变速度,M、m、η和k均为常数。采用计算机计算了锡、铜、铁和钼粉的流变参数,计算结果表明,理论计算值和实验测定值吻合良好。     

中碳钢温变形的力学特性

利用Gleeble-3500热模拟实验机对中碳钢铁素体+珠光体组织进行温变形压缩试验,研究其在不同变形温度(500～700 ℃)和应变率(0.001～10 s-1)条件下的流变行为及其主导机制. 研究结果表明:温变形过程先从铁素体变形开始,而后珠光体开始变形,渗碳体片层结构被破坏;铁素体晶粒细化至1～2 μm;珠光体片层被破坏使流变应力形成峰值;温变形流变应力曲线特征具有显著差异性,对工件塑性成形、工模具载荷分布及变形产生重要影响.      

云母石英片岩的试验蠕变特性研究

目的 研究黑河水库左坝肩软弱变质岩--云母石英片岩的蠕变特性.方法 通过三轴蠕变试验首先得到了云母石英片岩的蠕变曲线和应力应变等时曲线,然后对试验曲线进行分析得到云母石英片岩的蠕变特性和云母石英片岩的等时应力应变特性,最后拟合应力应变等时曲线,并分析时间和拟合公式中参数的关系,得出了蠕变经验公式.结果 得到了当轴向力垂直于片理方向加载时,云母石英片岩的蠕变特性、等时应力应变特性和蠕变经验公式为σ1-σ3=178e-0.0013tε1.22e-0.0005t1和σ1-σ3=58.70e-0.0071tε1.67e-0.0068t1.结论 所获得的经验公式为建立云母石英片岩的三轴流变模型提供了有益的参考.     

半连续铸造Al-15Si合金热压缩变形流变应力行为

采用Gleeble-1500D热模拟机进行高温等温压缩试验,研究了半连续铸造Al-15Si铝合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~5 s-1条件下的流变应力行为.结果表明,在试验温度范围内,此合金的流变应力随变形温度的升高,应变速率的降低而降低,说明该合金属于正应变速率敏感性材料;可采用Zener-Hollomon参数双曲正弦形式来描述Al-15Si合金高温塑性变形时的流变应力行为;σ解析表达式中材料常数A,α,n值分别为2.07×1012s-1,0.026 MPa-1,4.61,Al-15Si合金的平均热变形激活能Q为180.96 kJ/mol.     

诸变形因素对Zn-Al超塑合金力学条件影响的实验研究

通过分步回归分析方法,成功地按力学方程σ=K_ε~·m_εn_(e(A/T))的形式,定量地确定了Zn-20Al超塑合金在超塑变形时变形温度T、速度ε及变形程度ε诸因素各自的影响。并且确定了变形速度敏感指数m,硬化指数n及常数K与各变形因素的关系。为进一步研究和了解超塑性力学条件,提供了空间的、直观的变化规律。还讨论了超塑变形时激活因子Q的影响。     

GCr_(15)钢Ac_1温度以上的组织超塑性

本文对低合金模具钢GCr_(15)Ac_1温度以上的组织超塑性进行了研究.结果表明,GCr_(15)钢经循环淬火超细化处理后,在Ac_1温度以上可实现超塑性,在780～800℃及0.4～2.8×10~(-2)min~(-1)条件下变形时可获得较好的超塑性能,其最大延伸率大于25%、流变应力小于40MPa,应变速率敏感性指数m为0.32,超塑变形后立即淬火,硬度≥HRC60.     

压力容器内壁电测应力计算

本文根据弹塑性小变形理论推出压力容器内壁发生塑性变形时电测应力计算公式。得到压力容器内壁周向应力σ_t及经向应力σ_z为: 式中σ_i为应力强度,ε_i为应变强度,σ_i——ε_i曲线可用单向拉伸试验的σ——ε曲线来描述。测出内壁周向应变ε_t及经向应变ε_z可按上式用试差法求出σ_t夏σ_z。对于开式圆筒,因σ_z=0,推得: σ_t=(2σ_i/3ε_i)(ε_t-ε_z) (22)或σ_t=(σ_i/ε_i)ε_t-(P/2) (26)上二式中σ_i=(σ_t~2+σ_tP+P~2)(1/2) (23)按式(22)或式(26)用试差法可求得开式圆筒内壁周向应力σ_t。     

超塑性薄壁圆筒拉扭作用下应力分析

超塑性材料具有延伸率非常高,可以形成复杂结构件等优点,已得到广泛应用．用塑性增量理论研究了超塑性材料薄壁圆筒受拉扭作用下的应力和应变率之间的关系．导出拉扭问题中,拉应力与切应力之比,等于它们相应的应变率比值K的3倍．讨论了在拉扭等比例应变率加载情况下,正应力和切应力的变化规律;讨论了当应变率相同的情况下,拉扭正应力与单向拉伸正应力之比,拉扭切应力与纯扭转切应力之比的变化规律．计算结果表明：应变率s：越大,以应力值越大．随着应变速率敏感性指数m的增加,az应力值减小,较大的m值使应力σz变化趋缓,较大的应变率εz使σz应力值变化较大;     

变形参数对BR1500HS材料性能与微观组织的影响

通过高温拉伸实验研究超高强度钢BR1500HS不同变形参数对真应力-真应变曲线及抗拉强度的影响,并采用光学显微镜观察不同变形参数下的微观结构,利用扫描电子显微镜SEM分析所得材料的断口形貌。研究结果表明:不同变形参数对抗拉强度、流变应力的影响规律不同,增大变形温度或减小应变速率均可减小材料流变应力;当变形温度在800~900℃时,其材料流变抗力小、塑性好,有利于成形;在相同应变速率条件下,当变形温度区间为300~400℃,500~700℃以及800℃以上时,其微观结构组织分别主要为马氏体、贝氏体以及奥氏体;在相同应变速率下,当变形温度区间为300~400℃和500~900℃时,其断裂方式分别为脆性断裂、韧性断裂,且在800~900℃时,其韧窝断口形貌较好。     

5A90铝锂合金的超塑性变形行为

采用光学显微镜、电子背散射衍射、电导率测试以及超塑性高温拉伸实验研究5A90铝锂合金超塑性变形行为和变形机理。研究结果表明:经450℃/30 min再结晶退火后,在变形温度为500℃、应变速率为8×10~(-4)s~(-1)的超塑性变形条件下,可使伸长率由未退火状态的630%提升至1 120%;在超塑性变形过程中,晶粒由长条状逐渐变为等轴状,而退火后的晶粒更加细小且等轴化程度更高,再结晶退火还可以提高材料内部的空位浓度并增加大角度晶界所占的比例,这都有利于伸长率提高;在最适宜超塑性变形条件下,该材料的应变速率敏感性指数m为0.63,因此,其主要变形机制为晶界滑移,但在变形后期扩散机制成为一种协调机制。