Al-Ca-Zn合金的超塑性研究

Al-Ca-Zn合金是新型的铝基超塑合金。本文对不同成分的Al-Ca-Zn合金的超塑行为进行了系统的试验研究,确定了合金的最佳超塑变形温度及最佳超塑变形速度。含Ca5％在共晶沟附近的合金、在550℃,ε_0=1.67×10~(-2)S~(-1),时可取得最大延伸率770～830％,最大m值0.42。讨论了合金的超塑细晶形成及稳定机理、孔洞及超塑断裂。认为控制合金成分及其铸态组织是取得较高超塑性能合金的重要条件之一。     

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。     

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。     

Cr12MoV合金工具钢的超塑预处理工艺及其超塑变形条件

本文旨在探求Cr12MoV合金工具钢实现超塑性的预处理工艺以及最佳超塑变形温度和速度条件,并就各主要因素对超塑性能的影响进行了实验研究。结果表明,一般淬火处理、奥氏体化固溶—低温循环淬火处理均可使Cr12MoV合金工具钢在一定变形条件下实现超塑性,且经后一种工艺处理后,其延伸率超过了210%。     

含Sc铝镁合金超塑变形行为与显微组织特征

研究了含微量Ｓｃ元素的ＡｌＭｇ合金在超塑变形过程中的力学行为和显微组织．结果表明：合金可在较宽温度和应变速率范围内获得良好的超塑性．在温度为５２０℃,初始应变速率为１６７×１０－３ｓ－１条件下拉伸变形时最大延伸率可以达到３９６％．显微组织分析发现,合金的超塑性效应是由变形初期的动态再结晶诱发产生,其超塑变形过程可分为亚晶超塑性阶段、过渡阶段和细晶超塑性阶段．     

HPb59—1黄铜超塑性压缩的试验研究

本文研究了工业上用HP()59-1黄铜在L/D=1,压缩对数应变ε>0.7,600—700℃,卡头速度0.0035—1.75mm/s条件下,在10t万能试验机上呈现超塑性压缩的变形规律。本文还探讨了合金的组织状态、超塑性压缩时的润滑条件等对变形的影响。     

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.     

筒形模超塑充模胀形的力学解析

以往对充模胀形进行力学解析时,均假设厚度均匀变薄.但实际变形过程中,厚度明显是不均匀的.文中以筒形模具为对象,应用超塑胀形变m值本构方程,建立了厚度不均匀变薄的超塑充模胀形力学解析方程,并结合典型超塑性合金ZnAl4Cu薄板,对理论结果进行了实验验证.结果表明:建立的厚度不均匀变薄的力学解析模型能真实地反映筒形模具充模胀形的变形规律.     

7475铝合金超塑变形中的显微结构变化

对质点强化型的高强度7475铝合金超塑变形中显微组织变化进行了研究。结果表明,在超塑变形中发生下面三个连续过程:(1)位错从晶界发出;(2)位错攀移越过晶内弥散分布的第二相质点;(3)位错消失于晶界。位错密度随应变的增加而增加。位错攀移越过弥散质点的过程是合金超塑变形的速控过程,超塑变形的主要机制是晶界滑移伴随晶内位错运动。     

原位合成TiB和TiC增强钛基复合材料的超塑变形力学行为

研究了利用普通熔铸设备,原位合成法制备的TiB和TiC颗粒增强钛基复合材料的高温变形行为．在915～1100℃,初始应变速率ε=101^-2～10^-4s^-1,进行了超塑拉伸实验．结果表明,在1015℃、ε=10^-2s^-1时,延伸率最大,为235％,相应的应变速率敏感性因子为0．22,最大的m值并不对应最大的延伸率．计算得到各温度下的超塑变形表观激活能为144～311kJ／mol,激活能的差异表明,该复合材料的高温变形在不同温度下受不同机制控制．同时,利用扫描电镜观察了断口形貌,分析了其变形机理．     

Mg-6.3Zn-0.7Zr-0.9Y-0.3Nd合金高温变形行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行热压缩试验,研究Mg-6.3Zn-0.7Zr-0.9Y-0.3Nd合金在变形温度T=623～773K、应变速率ε=0.001～1 S-1时的变形行为,并根据动态材料模型(DMM)建立该合金的热加工图.研究结果表明:该合金在区间1(T=643～703K,ε=0.001～0.1 S-1)以及区间2(T=703～773K,ε=0.005～0.1 s-1)变形时,功率耗散效率均大于30％;区域内合金具有典型的动态再结晶组织,因而两区域对应的变形工艺为该合金的最佳热变形工艺;合金热变形的2个流变失稳区分别为:T=623～643 K,ε=0.1～1 s-1;T=703～760 K,ε=0.3～1 S-1.     

变形条件对2618铝合金等温成形工艺的影响

为控制2618铝合金等温成形效果,利用Gleeble-1500型热/力模拟实验机,采用正交实验法研究了变形温度T、应变速率ε和变形程度ε对变形抗力的影响,实验表明:T=430℃,ε=(4～8)×10-3 s-1,ε=40%为最佳等温变形条件.     

晶粒长大对超塑性的影响

本文详细研究了析出强化类型的合金超塑变形中的晶粒长大动力学,导出了超塑变形中晶粒长大规律的表达式,并分析了晶粒长大对超塑性的影响。指出,晶粒长大将使材料应变速率敏感性降低。讨论了影响的物理本质,并做出了定量表达。     

Al含量对Zn-Al合金超塑性的影响

用恒载荷和恒夹头速度蠕变法研究了Zn 2 .5Al、Zn 5Al和Zn 10Al合金的超塑性。研究表明 ,Zn 5Al共晶合金的超塑性优于亚共晶合金Zn 10Al及过共晶合金Zn 2 .5Al,其优异的超塑性来源于细密的层片状共晶组织 (α +β)。Zn 5Al合金的组织全部为 (α+β)共晶体 ,变形抗力低 ,晶界滑移均匀 ;Zn 10Al合金的α/ β界面较Zn 5Al的少 ,超塑性也不如Zn 5Al的好 ;Zn 2 .5Al合金的组织为 (α +β) +β,(α +β)共晶体主要包含α/ β界面 ,超塑变形时易滑移 ,先共晶的 β相包含β/ β界面 ,超塑变形时不易发生滑移。随着拉伸速度的减小 ,合金的流变应力减小 ,延伸率增大。轧制变形量大的合金 ,其超塑性也好。     

钢在(γ+K)二相区超塑变形中沉淀碳化物的研究

钢在A_(c1)温度以上(γ+K)二相区的超塑性交形过程中,在奥氏体内有M_3C型碳化物颗粒沉淀,其尺寸为60～100A。碳化物的沉淀影响超塑变形过程及超塑变形后钢的力学性能。     

置氢Ti-6Al-4V合金组织演变与超塑性能

应用高温拉伸实验研究了氢对Ti-6Al-4V合金超塑变形行为的影响,借助于OM、SEM、TEM和XRD等分析手段,分析了氢对钛合金组织演变的影响. 结果表明:氢可促进合金中β相数量的增加,氢质量分数达到0.2%时合金出现马氏体组织,并随着氢含量的增加而逐渐粗化;适量的氢可以改善钛合金超塑变形行为,如降低流动应力和超塑变形温度、提高应变速率敏感指数m值;Ti-6Al-4V合金加入质量分数0.1%的氢,其峰值流动应力降低53%,变形温度降低约60℃,且由于氢的加入,使得超塑变形后的位错密度减少,说明氢促进了位错的运动.     

工业LF6铝合金的固相结合/超塑成形研究

对工业LF6铝合金进行固相结合/超塑成形组合工艺的探索性试验获得成功。研究表明,由东北轻合金加工厂供应的热轧板经温轧复合的板材具有一定的超塑性,可进行超塑成形。轧制连接时,变形量越大,结合强度越大。轧制复合后,扩散退火温度对结合强度有显著影响。由于复合板最佳扩散退火温度(480℃)与最佳超塑变形温度(480—510℃)吻合,因此轧制复合板的扩散退火和超塑成形可同时进行。     

LC_4合金超塑拉伸时的力学行为和空洞形成

研究了细晶LC_4铝合金在400—520℃温度范围内,初始应变速率为10~(-2)—10~(-4)S~(-1)条件下拉伸时的力学行为及显微空洞的变化。结果表明材料呈现出良好的各向同性。平行及垂直于轧向拉伸到相同应变时空洞分布相同,并且空洞总是沿平行于拉仲轴的方向排列。进一步分析可以说明空洞不是在形变热处理当中大的Fe,Si夹杂物处形核,空洞形核主要发生在超塑变形中。     

AHP法在确定地表变形因素权重中的应用

地表沉陷变形是一个复杂的力学过程,影响地表沉陷变形的因素集是一个由相互关联相互制约的众多因素构成的复杂系统。准确地预测各因素对地表沉陷变形的影响情况对矿产资源开采研究、采动灾害的控制、矿山生态环境的改善等具有重要的意义。层次分析法最终为综合评价地表沉陷变形以及地表沉陷变形的预测提供了科学依据。文中在分析层次分析法确定指标权重不足的基础上,结合物元分析理论,将专家作为样本,以各专家判断矩阵得出的权重构造的复合物元作为因子,通过物元分析得出各专家效度,从而建立了确定影响地表沉陷变形各因素权重的物元分析模型。该方法充分考虑各专家对不同事物的认识程度,修正了层次分析法确定权重地片面性,使指标体系能全面客观地反映被评价对象。     

自由变形结构弹塑性分析的新方法

考虑目前塑性力学实验与理论上存在的众多分歧,从材料弹塑性变形的本质入手,研究受力构件应力分布与变形间的关系.对于一个受力结构,其内应力引起应变,受力较小时应力仅引起弹性应变,εij=Gijklσkl.受力较大后,应力的作用不仅产生弹性应变,也产生塑性应变,εij=εije+εijp.在小变形、弹性变形与塑性变形不耦合情况下,结构中的应力与弹性应变仍呈线性关系而与不受塑性变形的影响.按照以上思想对梁、轴受力结构进行了弹塑性分析,得出在弹塑性下梁、轴内应力呈线性分布,卸载后结构内有残余的塑性变形,而无残余应力.新认识比原有认识更符合结构弹塑性变形实际情况,并具有普遍意义.