亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        Al-Mg-Si-Cu合金雙道次熱變形流變軟化行為

        2020-11-12 01:56:20沈元元劉長(zhǎng)萬曾建民
        機(jī)械工程材料 2020年10期
        關(guān)鍵詞:再結(jié)晶軟化靜態(tài)

        沈元元,肖 罡,干 甜,劉長(zhǎng)萬,曾建民

        (1.九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,九江 332007;2.江西應(yīng)用科技學(xué)院,工程技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,南昌 330100;3.湖南大學(xué),汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 410082;4.廣西大學(xué),廣西有色金屬及特色材料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南寧 530004)

        0 引 言

        Al-Mg-Si-Cu系鋁合金具有較高的比強(qiáng)度和比剛度,以及較好的成形性能和耐腐蝕性能,是車身輕量化結(jié)構(gòu)件與覆蓋件的優(yōu)選材料[1],因而備受關(guān)注。多道次大應(yīng)變高溫軋制成形是合金鑄態(tài)坯件加工成高品質(zhì)構(gòu)件的重要工藝環(huán)節(jié)。合理的熱軋工藝規(guī)劃與控制,是提升最終成形產(chǎn)品服役性能的關(guān)鍵。金屬在熱塑性成形過程中的流變行為是揭示其塑性變形機(jī)理、指導(dǎo)成形工藝規(guī)劃的重要途徑與依據(jù)[2]。其中,高溫變形過程的流變軟化行為是探究其流變行為特征的關(guān)鍵[3-4],具有重要的研究意義和價(jià)值。目前金屬高溫塑性變形流變軟化行為的相關(guān)研究多以鋼鐵[5-6]或強(qiáng)度較高的Al-Cu系[7]和Al-Zn系鋁合金[8]為主要研究對(duì)象,并且鮮見將動(dòng)態(tài)與靜態(tài)軟化行為關(guān)聯(lián)分析的研究報(bào)道。作者以Al-Mg-Si-Cu合金為研究對(duì)象,采用平面應(yīng)變熱壓縮試驗(yàn)?zāi)M熱軋成形過程,通過動(dòng)態(tài)軟化率、靜態(tài)軟化率與加工硬化率定量分析合金的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)軟化行為,探究合金在不同變形階段的流變軟化行為機(jī)理,為熱軋工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論依據(jù)。

        1 試樣制備與試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)材料為Al-Mg-Si-Cu合金,其主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)為0.95Mg,0.9Cu,0.75Si,0.35Mn,余Al,采用電阻爐熔煉制備而成,澆鑄溫度為1 003 K。采用電火花線切割方法將鑄錠加工成尺寸為20 mm×15 mm×10 mm的平面應(yīng)變熱壓縮試樣,將熱壓縮試樣用石英砂包裹后,隨爐加熱至813 K,保溫15 h以完成均勻化處理,隨后水淬以完成固溶處理。采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行等溫雙道次平面應(yīng)變熱壓縮試驗(yàn),具體壓縮方式如圖1所示,工藝流程如圖2所示,變形溫度為653,693,733 K,應(yīng)變速率為0.01,0.1 s-1,變形道次間停留時(shí)間為30,60,120,240 s,第一道次與第二道次壓縮變形的真應(yīng)變分別為0.45,0.35。

        圖1 平面應(yīng)變熱壓縮方式示意Fig.1 Schematic of plane strain hot compression test

        圖2 雙道次熱壓縮試驗(yàn)的工藝流程Fig.2 Process flow of two-pass hot compression test

        熱壓縮試驗(yàn)結(jié)束后,在熱壓縮試樣變形區(qū)域中部與壓縮方向平行的縱截面截取金相試樣,將除待測(cè)面的其他面用環(huán)氧樹脂密封,待測(cè)面經(jīng)水磨砂紙預(yù)磨和機(jī)械拋光后進(jìn)行陽極覆膜,電解液組成(體積分?jǐn)?shù))為5%氟硼酸+95%蒸餾水,然后在POLYVER-MET型光學(xué)顯微鏡上觀察顯微組織。

        2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        2.1 動(dòng)態(tài)軟化率

        動(dòng)態(tài)軟化率Rs是用于量化材料動(dòng)態(tài)流變軟化程度的有效參量[9-10],其求解方程為

        (1)

        式中:σp為流變應(yīng)力峰值;σp+k為在流變應(yīng)力峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?chǔ)舙的基礎(chǔ)上真應(yīng)變?cè)黾觡時(shí)的應(yīng)力,通常k取0.25[9]。

        由式(1)可計(jì)算得到Al-Mg-Si-Cu合金在不同變形條件時(shí)的Rs。由圖3可知:第一道次變形時(shí)合金的Rs隨著應(yīng)變速率的增大和變形溫度的升高而減小,但均不小于10%;第二道次變形時(shí)合金的Rs較低,Rs隨著應(yīng)變速率減小和道次間停留時(shí)間的縮短而增大,但均不大于5%。

        2.2 靜態(tài)軟化率

        靜態(tài)軟化率Fs是用于量化道次間停留階段流變軟化程度的有效參量[11],其求解方程為

        (2)

        式中:σm為第一道次變形結(jié)束時(shí)的應(yīng)力;σ2為第二道次變形時(shí)的屈服應(yīng)力;σ1第一道次變形時(shí)的屈服應(yīng)力。

        由式(2)計(jì)算得到在不同變形條件下Al-Mg-Si-Cu合金的Fs。由圖4可知:在不同熱壓縮變形條件下Al-Mg-Si-Cu合金的Fs均不低于10%,當(dāng)變形溫度、應(yīng)變速率和道次間停留時(shí)間分別為733 K,0.1 s-1,240 s時(shí),F(xiàn)s最大,可達(dá)97.82%;Fs受變形條件的影響顯著,隨著應(yīng)變速率的增大、變形溫度的升高和道次間停留時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,且Fs的增大速率隨道次間停留時(shí)間的持續(xù)增加而減緩。

        圖3 雙道次熱壓縮變形時(shí)Al-Mg-Si-Cu合金的動(dòng)態(tài)軟化率Fig.3 Dynamic softening rates of Al-Mg-Si-Cu alloy during two-pass hot compression deformation: (a) the first pass deformation and (b) the second pass deformation

        圖4 不同應(yīng)變速率下雙道次熱壓縮變形時(shí)Al-Mg-Si-Cu合金的靜態(tài)軟化率Fig.4 Static softening rates of Al-Mg-Si-Cu alloy during two-pass hot compression deformation at different strain rates

        2.3 加工硬化率

        加工硬化率θ的演變行為是揭示材料在塑性變形過程中組織演變規(guī)律的重要依據(jù),是表征材料動(dòng)態(tài)軟化行為的重要手段[12-13],其求解方程為

        (3)

        由式(3)計(jì)算得到不同變形條件下Al-Mg-Si-Cu合金在第一道次和第二道次熱壓縮變形時(shí)的θ-σ曲線。由圖5可知,第一道次熱壓縮變形時(shí)合金的θ-σ曲線具有較為明顯的4個(gè)演化階段。在階段 Ⅰ,變形開啟瞬間,合金的θ較大,然后呈快速下降趨勢(shì);在階段Ⅱ,θ隨σ降低的速率略有減緩;在階段Ⅲ,θ持續(xù)降低且降低速率增大,當(dāng)降至0時(shí)流變應(yīng)力達(dá)到峰值;在階段Ⅳ,θ下降后緩慢回升,當(dāng)θ再次到達(dá)0時(shí),由合金組織演變形成的軟化作用與加工硬化作用趨于平衡,此時(shí)流變應(yīng)力為穩(wěn)態(tài)應(yīng)力σs,標(biāo)志合金進(jìn)入穩(wěn)態(tài)變形階段[6]。θ受變形條件的影響顯著,隨著變形溫度的降低和應(yīng)變速率的升高而增大。

        由圖6可知,第二道次熱壓縮變形時(shí),合金的θ-σ曲線的演化過程與第一道次時(shí)的不同,僅表現(xiàn)出較明顯的2個(gè)演化階段。在階段Ⅰ,θ隨σ的增加而急劇降至0,該階段的持續(xù)時(shí)間非常短,表現(xiàn)出類線性的演變關(guān)系;在階段Ⅱ,θ基本保持穩(wěn)定,表現(xiàn)為在0處上下浮動(dòng)的演變規(guī)律。由圖7可知,θ-ε曲線的演變規(guī)律與θ-σ曲線的演化規(guī)律相似。通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),第一道次熱壓縮變形初期合金的θ比第二道次熱壓縮變形初期的大,在第二道次熱壓縮變形時(shí)的流變應(yīng)力峰值更小。在第二道次熱壓縮變形時(shí),變形條件對(duì)θ達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需時(shí)間的影響較小,但對(duì)θ達(dá)到穩(wěn)態(tài)后其值的上下波動(dòng)幅度的影響較大,在變形溫度較高且應(yīng)變速率較低時(shí)θ的波動(dòng)幅度較大。

        圖6 第二道次熱壓縮變形時(shí)Al-Mg-Si-Cu合金的θ-σ曲線Fig.6 θ-σ curves of Al-Mg-Si-Cu alloy during the second pass hot compression deformation: (a) deformation temperature of 653 K and strain rate of 0.1 s-1 and (b) deformation temperature of 733 K and strain rate of 0.01 s-1

        圖7 第二道次熱壓縮變形時(shí)Al-Mg-Si-Cu合金的θ-ε曲線Fig.7 θ-ε curves of Al-Mg-Si-Cu alloy during the second pass hot compression deformation: (a) deformation temperature of 653 K and strain rate of 0.1 s-1; (b) deformation temperature of 653 K and strain rate of 0.01 s-1 and (c) deformation temperature of 733 K and strain rate of 0.01 s-1

        2.4 流變軟化行為機(jī)理

        當(dāng)0

        Fs=0,表明道次間停留階段材料沒有發(fā)生軟化;Fs=100%,表明道次間停留階段材料發(fā)生了完全軟化;0

        合金在第二道次熱壓縮變形時(shí)的動(dòng)態(tài)軟化率較第一道次熱壓縮變形時(shí)的低,流變應(yīng)力峰值也較低,且達(dá)到流變應(yīng)力峰值以及進(jìn)入流變穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間均較短。形成該現(xiàn)象的主要原因是:合金的再結(jié)晶行為在第一道次變形時(shí)已開啟,并在道次間停留階段持續(xù)進(jìn)行;第二道次變形時(shí)合金的流變軟化機(jī)制并非由動(dòng)態(tài)回復(fù)行為主導(dǎo),應(yīng)為再結(jié)晶與回復(fù)行為相結(jié)合。在再結(jié)晶行為的持續(xù)作用之下,顯著的軟化效果將快速消除加工硬化作用,并迅速達(dá)到硬化與軟化作用的動(dòng)態(tài)平衡。

        合金在第二道次熱壓縮變形初期的θ明顯高于第一道次變形時(shí)的,這是因?yàn)椋涸诘诙来螣釅嚎s變形前合金所經(jīng)歷的流變軟化過程并未完全消除加工硬化作用,其位錯(cuò)密度相對(duì)較大;同時(shí),在第二道次熱壓縮變形前發(fā)生再結(jié)晶而形成的組織具有一定程度的細(xì)晶強(qiáng)化效果。在第二道次熱壓縮變形進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后,合金的θ表現(xiàn)出周期性波動(dòng)現(xiàn)象,且波動(dòng)幅度受變形條件的影響,其中應(yīng)變速率的影響較大,變形溫度的影響較小,道次間停留時(shí)間的影響不明顯;在應(yīng)變速率較低且變形溫度較高時(shí)該波動(dòng)幅度較大。該現(xiàn)象充分說明合金的穩(wěn)態(tài)變形階段是加工硬化與流變軟化作用交替進(jìn)行的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),該交替作用程度隨應(yīng)變速率的降低和變形溫度的升高而加劇,這主要是由于在應(yīng)變速率較低且變形溫度較高時(shí),動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶等軟化行為的反應(yīng)時(shí)間更充分且反應(yīng)程度更劇烈,使得相同應(yīng)變條件下的流變軟化程度較高,同時(shí)流變軟化平衡加工硬化作用的節(jié)奏較緩導(dǎo)致的。

        圖8中RD表示軋制方向,ND表示法線方向,TD表示軋件橫向。由圖8可以看出:在試樣熱壓縮方向的中心線附近,變形帶清晰可見,說明平面應(yīng)變熱壓縮試驗(yàn)可使合金獲得與熱軋過程吻合度較高的變形組織;變形帶內(nèi)的晶粒較細(xì)小,呈纖維狀,說明變形程度較高;變形帶外的晶粒尺寸較大,且呈近似等軸狀,說明變形程度較低。變形帶及附近區(qū)域可見細(xì)小晶粒,說明合金在不同變形條件下均有再結(jié)晶行為發(fā)生。由晶粒尺寸以及拉長(zhǎng)程度的差異性判斷可知,部分再結(jié)晶晶粒在第一道次變形中已經(jīng)形成,在變形道次間停留階段逐漸長(zhǎng)大,在第二道次變形階段被再次壓扁和拉長(zhǎng),這與上述分析結(jié)果完全吻合。

        圖8 不同條件下雙道次熱壓縮變形后Al-Mg-Si-Cu合金的顯微組織Fig.8 Microstructures of Al-Mg-Si-Cu alloy after two-pass hot compression deformation under different conditions: (a) deformation temperature of 653 K, strain rate of 0.01 s-1, holding time of 240 s; (b) deformation temperature of 693 K, strain rate of 0.1 s-1, holding time of 240 s and (c) deformation temperature of 733 K, strain rate of 0.01 s-1, holding time of 30 s

        3 結(jié) 論

        (1) 在變形溫度653~733 K以及應(yīng)變速率0.01~0.1 s-1條件下,Al-Mg-Si-Cu合金在第一道次熱壓縮變形時(shí)已發(fā)生再結(jié)晶,流變軟化率均不低于10%;該階段的流變軟化程度隨著應(yīng)變速率的增大和變形溫度的升高而減小,軟化機(jī)制為動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶相結(jié)合。

        (2) 合金在變形道次間的停留階段,靜態(tài)軟化程度隨變形溫度的升高、應(yīng)變速率的增大和道次間停留時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,同時(shí)靜態(tài)軟化速率隨著道次間停留時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減緩,最大軟化率可達(dá)97.82%;該階段的軟化行為由靜態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶共同主導(dǎo),主次關(guān)系取決于變形條件。

        (3) 合金在第二道次熱壓縮變形階段,動(dòng)態(tài)回復(fù)與再結(jié)晶持續(xù)進(jìn)行而形成的軟化作用與加工硬化作用迅速達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),使得流變軟化率(不高于5%)及流變應(yīng)力峰值均低于第一道次變形時(shí)的,同時(shí)該變形階段的動(dòng)態(tài)平衡交替作用程度隨應(yīng)變速率的降低和變形溫度的升高而加劇。

        猜你喜歡
        再結(jié)晶軟化靜態(tài)
        靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器在軌自檢算法
        牡丹皮軟化切制工藝的優(yōu)化
        中成藥(2018年10期)2018-10-26 03:41:30
        ?;に噷?duì)低溫Hi-B鋼初次及二次再結(jié)晶的影響
        上海金屬(2016年3期)2016-11-23 05:19:38
        軟骨延遲增強(qiáng)磁共振成像診斷早期髕骨軟化癥
        鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        大型鑄鍛件(2015年1期)2016-01-12 06:32:58
        髕骨軟化癥的研究進(jìn)展
        機(jī)床靜態(tài)及動(dòng)態(tài)分析
        具7μA靜態(tài)電流的2A、70V SEPIC/升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器
        Cu元素對(duì)7XXX 系列鋁合金再結(jié)晶的影響
        上海金屬(2014年3期)2014-12-19 13:09:04
        Q460GJE鋼形變奧氏體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        上海金屬(2014年3期)2014-12-19 13:09:03
        av日本一区不卡亚洲午夜| 日产学生妹在线观看| 狠狠色噜噜狠狠狠888米奇视频| 国产精品亚洲一区二区无码国产| 亚洲色图在线视频免费观看| 久久亚洲中文字幕伊人久久大 | 亚洲欧美中文字幕5发布| a级毛片高清免费视频就| 中文人妻无码一区二区三区信息| 中文字幕久久熟女人妻av免费 | 青青草最新在线视频观看| 国产精品久久久免费精品| 97夜夜澡人人双人人人喊| 国产精品18禁久久久久久久久| 极品少妇被后入内射视| 中文字幕日韩有码在线| 无码一区二区三区亚洲人妻| 国产日b视频| 国产一区二区三区在线观看免费版| 亚洲av无码国产精品色午夜软件| 香蕉视频在线精品视频| 亚洲自拍愉拍| 日韩视频午夜在线观看| 欧美嫩交一区二区三区| 无码精品a∨在线观看十八禁| 中国女人a毛片免费全部播放| 顶级高清嫩模一区二区| 色天使综合婷婷国产日韩av| 国产乱人视频在线看| 俺来也三区四区高清视频在线观看| 熟女人妻中文字幕av| 中文字幕日韩精品无码内射| 国产一区二区三区精品久久呦| 一本色道久久88加勒比—综合| 肉色欧美久久久久久久免费看| 久久久久亚洲av无码尤物| 免费观看在线视频一区| 超碰国产精品久久国产精品99| 一二三四在线视频观看社区| 亚洲五月七月丁香缴情| 美艳善良的丝袜高跟美腿|