Al-12.7Si-0.7Mg合金超塑性变形行为及变形机理

对Al-12.7Si-0.7Mg合金在Instron5500电子万能材料试验机上进行超塑性拉伸实验.通过对该合金超塑性过程中延伸率δ,应变速率敏感性指数m值的计算,获得了不同变形温度、不同应变速率下δ和m值的变化规律.该合金在温度为793 K,应变速率为1.67×10-4s-1时,合金的应变速率敏感性指数和延伸率均达到最大值,分别为0.44,379%.分别构建了该合金的功率耗散率图以及铝合金RWS变形机理图.运用功率耗散率图预报该合金的超塑性变形区域;应用铝合金变形机理图并结合该合金超塑性拉伸前后显微组织变化规律,根据不同温度下Al-12.7Si-0.7Mg合金柏氏矢量补偿的晶粒尺寸值、模量补...     

一种含氮高铬冷轧辊用钢的热变形行为研究

对一种8%Cr冷轧辊用钢在950～1200℃以0.1～10s^-1的变形速率进行热压缩变形,通过流变曲线分析、动力学分析及热加工图技术等方法表征其热变形时的力学行为,并对变形后的显微组织进行观察。结果表明:Cr8N钢的加工硬化率和流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,功率耗散百分数随着Z参数的增大而降低;上述变形条件下Cr8N钢的热变形激活能为542kJ/mol,加工硬化指数为5.25;获得了该钢的热变形方程以及Z参数和峰值应力间的关系。     

AZ310.5Sr1.5Y热变形行为分析

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机,在变形温度为250~450 ℃,应变速率为0.01~1 s-1,最大应变量为0.85的条件下,对AZ31-0.5Sr-1.5Y进行单向热压缩实验。对材料的热变形行为和热加工性能进行了研究,建立了合金热变形过程中的本构方程和热加工图,并结合金相显微组织观察对加工图进行了分析。结果表明：AZ31-0.5Sr-1.5Y在热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦函数关系式进行描述,其应变激活能为186.83 kJ/mol,热加工图分析表明,在本实验条件下,当真应变为0.6时,材料存在着非稳态流变区,其温度为250 ~300 ℃,应变速率为0.3~1 s -1,材料的最佳热加工工艺参数为：温度300~400 ℃,变形速率0.01 ~1 s -1。     

岩石单轴压缩过程变形模量的最大Lyapunov指数分析

应用Lyapunov评价准则对六种岩石单轴压缩过程的变形模量时间序列进行了分析。根据变形模量的变化定性,描述了岩石在加载过程中弹性、塑性和破坏三种状态。通过对岩石三种状态时间序列相应的最大Lyapunov指数进行分析,发现变形模量的变化和Logistic映射周期点点数的变化有着相似之处;岩石全应力-应变曲线中变形模量先由无序状态进入稳定状态,再进入强混沌状态;随着三个状态的演变,相应变形模量的平均演化距离逐渐呈现离散状态。     

X100管线钢的高温变形力学行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对X100管线钢进行单道次压缩试验,研究其变形抗力与应变量、应变速率和变形温度的关系,利用回归分析确立合适的变形抗力数学模型,并将模型预测值与试验值进行比较。结果表明,变形温度对X100管线钢变形抗力影响显著;高温低应变速率更有利于X100管线钢回复和再结晶的发生;应变速率过高会引起非稳态变形,不利于X100管线钢轧制过程的控制;利用回归分析确定的变形抗力模型能够准确预测X100管线钢的变形抗力,相关系数为0.986。     

基于有限变形理论的能量释放率和J积分增率形式

以有裂纹的瞬时位形为参考,建立的增量变形引起的裂纹扩展方程能够更真实地描述裂纹尖端的扩展机制.而真实地描述当前裂纹状态下的增量变形的困难在于,带裂纹尖端的瞬时位形相对于初始位形应满足有关的力学平衡方程.在解决裂纹扩展问题时,基于能量方法的裂纹能量释放率G和J积分是一种有效的研究方法.由于经典的微小变形理论引入的裂纹尖端模型解决问题的方法是相对于初始位形的,为得到当前裂纹状态下的增量变形的有关方程,采用能量原理和变分原理,使用有限变形的随体张量表达方式,在瞬时位形基础上,推导裂纹体的能量释放率G和J积分的增率G.和.J,建立增量变形的有关方程,从而为研究裂纹尖端的扩展问题提供了新的理论思路.     

TWIP 钢的变形抗力的影响因素

以 Fe-Mn-C 系 TWIP 钢为例,利用 Gleeble -3500热模拟试验机对其塑性变形抗力进行试验研究。通过实验得到的数据分析了不同变形温度、变形程度、应变速率、C 含量与变形抗力的关系,并为实际轧制提供更精准的实验方案。     

4045铝合金热变形行为及其加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对4045铝合金在变形速率为0.01~10 s-1，变形温度为300~450 ℃条件下进行等温热压缩实验，研究了该合金的热变形行为及其热加工特性.结果表明：4045铝合金热变形过程的流变行为可用双曲正弦模型来描述，其平均激活能为189.93 kJ/mol.基于动态材料模型(DMM)获得了4045铝合金的热加工图，并结合热加工图和金相显微组织分析得到了该合金在实验参数范围内较优的热加工工艺参数范围：加工温度为380~450℃，变形速率为0.1~0.3 s-1.     

AZ80镁合金热塑性稳定变形工艺参数识别

通过AZ80镁合金多组试样的热物理模拟压缩试验获得在温度523～673 K、应变速率0.01～10 s-1下的真实应力应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数（m值）、能量耗散率（η值）、失稳判据（ξ值）三重指标的底层材料模型。以一组3D曲面形式揭示了应力、温度、应变速率、应变量的共同作用诱导的多种变形机制转化及同时存在所引起的应变速率敏感系数m值的剧烈响应,并通过m值的正负初步识别变形稳定区与失稳区。进一步绘制能量耗散图并识别出η值为负的不稳定变形区,以及η值为正的稳态变形区。在此基础上最后通过失稳判据分布图识别出ξ＞0的稳定变形区、ξ≤-1的失稳变形区、-1＜ξ≤0的亚稳定变形区。综合识别后,具有较高m值水平、较高η值水平、较高ξ值水平的稳定变形参数区间为优先推荐,具有负m值水平、负η值水平、负ξ值水平的失稳变形参数区间为避免推荐。     

Q690低碳微合金钢热变形微观组织演变及加工图

利用Gleeble-3800数字控制热/力模拟试验机研究了Q690低碳微合金钢在变形温度850～1150℃,应变速率0.01～30s-1条件下的高温单道次压缩变形行为.建立了基于动态材料模型(DMM)的加工图,结合OM观察变形体微观组织确定了该钢种的高温热变形机制.结果表明:应变量0.7及以下的加工图中包含2个峰区(1 000～1 120℃,0.01～0.37s-1和1 100～1 150℃,3.16～30s-1)和3个加工失稳区(850～900℃,0.01～0.32s-1和850～900℃,10～30s-1以及1 000～1 085℃,1～30s-1).应变量超过0.8的加工图包含2个峰区(1 025～1 100℃,0.01～0.38s-1和1 100～1 150℃,3～30s-1),失稳区为低温(850～900℃,0.01～30s-1)以及应变速率1s-1以上的中低温度(850～1 100℃)范围,在这两个峰区峰值点附近的热变形显微组织为均匀的完全动态再结晶组织,因此,这两个区域均适合Q690钢的热加工变形.     

带传动弹性滑动率研究

根据柔韧体摩擦的欧拉公式及变形公式推导出用于计算带传动弹性滑动率的计算公式 ,并分析了弹性滑动率与初拉力和有效拉力之间的关系。进行了带传动滑动率实验,实验结果与理论计算结果吻合较好。     

20CrMnTiH齿轮钢高温塑性变形特性

以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象,在变形温度850~1 150 °C和应变速率0.01~10 s-1的变形条件下,采用高温压缩热模拟实验研究其塑性变形特性.发现：变形温度850 °C时的流动应力为1 150 °C时的2~3倍,应变速率10 s-1时的应力值为应变速率0.01 s-1时的2~3倍,在高温和低应变速率的条件下发生了连续动态再结晶;从微观组织来看,随变形温度升高,再结晶晶粒沿着初始晶粒的晶界长大并形成新晶粒,变形温度1 050 °C时,多次动态再结晶使得晶粒长大明显.根据采用双曲正弦函数修正的Arrhenius方程,利用线性回归法求出相应的热变形激活能为371.053 kJ/mol.利用加工图确定了相应的热变形过程最佳工艺参数范围,即变形温度为1 020~1 150 °C,应变速率为0.5~2.5 s-1.

     

紫铜的搅拌摩擦焊工艺与接头性能分析

搅拌摩擦焊是一种新型固相塑性连接方法,它的出现为铜的焊接提供了一种新的工艺.对紫铜的搅拌摩擦焊工艺进行了研究,通过工艺试验,对其焊缝成形、接头组织形态及其力学性能进行了分析.研究结果表明,搅拌摩擦焊接紫铜时应选用搅拌头旋转速度在400~700 r/min,焊接速度为35~60 mm/min;从显微组织角度,由于接头主要发生了动态再结晶,焊接接头没有热力影响区,而是三个区,即焊核区、热影响区、母材区.研究还发现用搅拌摩擦焊得到的铜接头出现了明显的软化现象,接头的机械性能比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,其平均抗拉强度可达到母材的80%.     

水下爆炸载荷作用下浮体模型变形机理研究

为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理,设计水面浮体模型,进行实验研究和理论分析. 考虑近距离爆炸球面波效应,得到了模型获得的冲击波能量. 将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷,并计及模型浮力的变化,得到了模型的最大动能. 考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应,使用拟合的底板挠曲面函数,得到了模型底板的塑性变形能. 将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和,得到了模型的能量利用率. 结果表明:能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小,当Φ在50～90时,浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高,达到20%～30%.      

不同卸围压速率下三轴压缩细粒花岗岩力学特性

为了得到不同卸荷速率对于细粒花岗岩的卸荷力学性能的影响规律。采用恒轴压卸围压的试验方式进行室内三轴卸荷试验研究。试验设定卸荷速率分别为0.01 MPa*s^-1、0.02 MPa*s^-1、0.03 MPa*s^-1、0.04 MPa*s^-1、0.06 MPa*s^-1。最终试验结果表明：(1)卸荷速率对岩样环向变形比轴向变形影响大,当卸荷速率达到0.04 MPa*s^-1后,岩样的环向变形更加明显且呈现一定的应变软化特征。(2)应变—卸围压柔量随着卸荷速率的增加而增大,表明卸荷速率的增加对岩样的变形具有促进作用。当卸荷量达到30 MPa时,岩样的环向变形及体积应变—卸围压柔量明显增大,且卸荷速率越快增加越明显。(3)岩样的卸荷破坏形式以剪切破坏为主,随着卸荷速率的增加,岩样破坏的主裂缝与水平线的夹角有所减少,岩样的鼓胀现象明显,表明在卸荷速率较快的情况下,会使岩样产生较为明显的侧向变形。     

未确知数学法在蚀变岩密集带综合变形模量取值中的应用

针对雅砻江孟底沟水电站坝基中蚀变岩密集带岩体综合变形模量取值的不确定性,采用一种不确定信息的处理方法——未确知数学法来计算其综合变形模量.以典型蚀变岩密集带为例,计算结果表明其综合变形模量取值在17～18 GPa时,可信度最大,保证率为83.80％.相比非线性回归法及算术平均法等传统方法的计算值为19.40 GPa、保证率仅为61.36％而言,未确知数学法的计算结果更为合理、可靠.     

一种铸态含氮M2高速钢的热变形行为研究

采用热力模拟试验机Gleeble-3500对一种铸态含氮M2高速钢在0.01~1.0s-1及1000~1100℃条件下进行热压缩变形,获得了铸态含氮M2高速钢的流变曲线并分析了变形后的显微组织特性。实验结果表明,铸态含氮M2高速钢热变形过程中的能量消耗效率随应变速率的升高而降低,流变失稳区随应变量的增加向低应变速率和低温区域转变,热变形激活能为588.733kJ/mol,同时得到了其热变形方程和热加工图,获得热加工最佳工艺窗口为0.01~1.0 s-1和1 050~1 100℃。     

TiC颗粒增强钛基复合材料的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟实验机上对原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料进行热压缩实验,研究变形温度为700～950℃,应变速率为0.001～1s-1时的热变形行为.研究结果表明:变形温度和应变速率对流变应力有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而升高.原位生成钛基复合材料在(α+β)相区激活能为357.09kJ/mol,β相区激活能为227.18k.J/mol,采用Zener-Hollomon参数法构建其高温塑性变形的本构关系.根据动态材料模型,建立原位生成钛基复合材料的加工图,并确定热变形的流变失稳区域.