3104铝合金热变形流变应力模型_陈文
不同热处理工艺对3104铝合组织及力学性能的影响分析
不同热处理工艺对3104铝合组织及力学性能的影响分析摘要：在均匀化以及深冷处理下，能够直接对3104铝合金组织和力学性能起到作用，可以对合金的热处理工艺实行全面优化和创新，根据调查结果显示，在处理活动中会存在很多不可控的问题，需要对其强度和塑性重点掌握，计划出最为匹配的方案。
基于此，本文首先介绍了3104铝合金基本概况，其次介绍试验背景。
最后具体探索了试验结果并予以集中分析力学性能，使基体的分布具有均衡性，以此为相关人士提供参考。
关键词：热处理工艺；3104铝合金；力学性能引言：3104铝合金在近年来呈上升趋势发展，是铝板范围内的主打产品，得到广泛关注。
在现阶段发展中，我国对3104铝合金的热处理工艺非常重视，积极运用各种处理方法来展现出铝合金的基本性能。
3104铝合金的强度和密度都较高，具有拉伸强等优点，在研究中众多工作人员都通过热处理工艺来对组织进行调整和优化，使3104铝合金组织得到现实发展，为日后热处理工作奠定良好基础并提供保障。
13104铝合金基本概况铝合金是在目前工业领域发展中使用最频繁的金属结构材料，与原来传统的金属材料比较，具有高密度和高强度的特点，同时与工程塑料对比也能够展现出良好的机械化水准，呈现出减震性以及预防冲击的能力。
导热以及性能平稳层面上来讲，自身具有很大的优势。
与此同时，铝合金在现实生活中具备切削功能，为回收利用工具提供重要帮助，在汽车以及电子等多个领域都有充分展现，是工业领域中的环保材料。
伴随着铝合金的不断应用，对其探索和研究也在逐渐深入，集中展现在热处理以及加工工作上。
3104铝合金在近年来的应用上，使其材料的质量更加优质，成为合金中一种重要材料[1]。
但3104铝合金在热处理工艺层面上仍是起步阶段，需要运用科学合理的方法来加强铝合金的基本功能，在深冷处理工作上，主要运用的是液氮，确保铝合金能够可以在-198°C的大环境下使组织和性能都发生转换，近年来，一些国家都相继应用此处理工艺，在热处理上相互作用，使3104铝合金的性能有所提升。
2024铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究
2024铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究赵婷;邓磊;王新云【摘要】目的：研究高温拉伸应力状态下,2024铝合金板材的流变行为和微观组织演化行为。
方法对退火后的2024铝合金板进行等温拉伸试验,得到其应力应变曲线,并通过金相实验测定平均晶粒尺寸。
建立了2024铝合金板材高温拉伸条件下的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型。
结果流变应力随温度的升高而减小。
流变应力对应变速率有正的敏感性,随着温度的升高,应变速率敏感系数变大。
变形后的平均晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数升高而减小,随应变量的增加先减小后增大。
结论所建立的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型,有助于在实际生产过程中优化工艺参数,获得细小晶粒,提高零件性能。
该研究为2024铝合金板材热成形工艺的开发和组织控制奠定了理论基础。
%ABSTRACT:The aim of this work was to study the flow behavior and microstructure evolution of 2024 aluminum alloy sheet during hot tension deformation. The 2024 aluminum alloy sheet was stretched to get the true stress-strain curves when the range of deformation temperature was 300 ℃ ~450 ℃ and the range of strain rate was 0. 001 s-1 ~0. 1 s-1 , after the deformation, metallographic tests were carried out on the deformed samples to determine the average grain size. The flow stress constitutive relationship and grain size model for 2024 aluminum alloy sheet under hot tension condition were estab-lished using the experiment results. The flow behavior decreased with the increase of temperature. The flow behavior had a positive sensitivity to the strain rate. With the increase of temperature, the sensitivity coefficient of strain rate became lar-ger. After deformation, the average grain size decreased withthe increase of Zener-Hollomon parameter. With the increase of strain, the average grain size first decreased and then increased. The flow stress constitutive relationship and grain size model established were conductive to optimize the process parameters, obtain fine grains and improve the performance of parts in the process of actual production. This study provided a theoretical basis for the development of hot forming process and control of microstructure of 2024 aluminum alloy sheet.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P37-42)【关键词】2024铝合金;热拉伸;流变行为;微观组织演化;平均晶粒尺寸模型【作者】赵婷;邓磊;王新云【作者单位】华中科技大学，武汉430074;华中科技大学，武汉430074;华中科技大学，武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TG113.262024铝合金是典型的Al-Cu-Mg系高强度硬铝合金，由于其具有比强度高、焊接性能良好的特点，广泛应用于航天、航空和汽车制造领域［1］。
3104铝合金低液位铸造过程多场耦合模型的开发及工艺优化
3104铝合金低液位铸造过程多场耦合模型的开发及工艺优化薛冠霞;长海博文;郭世杰;刘金炎【摘要】应用专业铸造过程模拟软件Procast，建立了铸锭规格为440mm×1320mm的3104铝合金低液位铸造过程多场耦合模拟模型，获得了铸锭内部温度分布和流动情况以及应力应变的累计过程。
利用该模型对3104铝合金低液位铸造过程进行工艺优化，结果表明，通过调整铸造速度和冷却水流量工艺参数，能够确定适合的凝壳初始位置h，减小铸造开始阶段铸锭第一主应力，采用此工艺，铸锭表面质量光滑，裂纹缺陷消除。
%A multi-field coupling model was built for Low Head Casting (LHC)of 3104 aluminum al oy in the size of 440mm × 1320mm by using professional casting simulation soft PROCAST,achieving temperature distribution and fluid flow and accumulated stress inside the ingot during the casting.Simulated results were consistent with actual measurements inside the ingot,which demonstrated that the thermal field model was reliable.Casting parameters were optimized using the model.The results showed that appropriate initial position for shel (h)was determined and the first principal stress inside the ingot was decreased by adjusting casting speed and cooling water flow;the smooth-surfaced ingots without cracking could be available with the said casting process.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】7页(P20-26)【关键词】低液位;数值模拟;裂纹;工艺优化【作者】薛冠霞;长海博文;郭世杰;刘金炎【作者单位】苏州有色金属研究院有限公司，江苏苏州215026;苏州有色金属研究院有限公司，江苏苏州215026;苏州有色金属研究院有限公司，江苏苏州215026;苏州有色金属研究院有限公司，江苏苏州215026【正文语种】中文【中图分类】TG292近年来国内各大铝加工企业的扁锭生产线越来越多地采用低液位铸造技术，该技术是一种结晶器内铝熔体液面水平保持较低的直接水冷半连续铸造技术。
《2024年钛合金热变形流变行为及组织转变规律》范文
《钛合金热变形流变行为及组织转变规律》篇一一、引言钛合金作为一种重要的金属材料，因其高强度、低密度、良好的耐腐蚀性等优点，在航空、航天、医疗、化工等领域得到了广泛应用。
在钛合金的加工过程中，热变形是一种常见的加工方式。
了解钛合金在热变形过程中的流变行为及组织转变规律，对于优化钛合金的加工工艺、提高材料性能具有重要意义。
本文将就钛合金热变形流变行为及组织转变规律进行详细探讨。
二、钛合金热变形流变行为1. 流变应力在热变形过程中，钛合金的流变应力是反映其变形抗力的重要参数。
流变应力受到温度、应变速率和变形程度等因素的影响。
一般来说，随着温度的升高和应变速率的降低，流变应力会减小。
此外，钛合金的流变行为还受到合金元素、晶粒大小等因素的影响。
2. 流变行为模型为了描述钛合金在热变形过程中的流变行为，研究者们提出了一系列流变行为模型。
其中，最常用的是粘塑性模型和动态再结晶模型。
粘塑性模型能够较好地描述钛合金在高温、低应变速率下的流变行为；而动态再结晶模型则能够描述在高温、高应变速率下钛合金的流变行为。
三、钛合金组织转变规律1. 晶粒变化在热变形过程中，钛合金的晶粒会发生明显的变化。
随着温度的升高和应变速率的降低，晶粒会逐渐长大。
此外，动态再结晶也会对晶粒的变化产生影响，使晶粒细化。
2. 相位变化钛合金在热变形过程中还会发生相位变化。
例如，在高温下，α相和β相之间会发生相互转化。
这种相位变化对钛合金的性能具有重要影响。
四、影响因素及控制措施1. 影响因素钛合金热变形流变行为及组织转变规律受到多种因素的影响，包括温度、应变速率、变形程度、合金元素、晶粒大小等。
这些因素相互影响，共同决定着钛合金的流变行为和组织转变规律。
2. 控制措施为了优化钛合金的加工工艺和提高材料性能，需要采取一系列控制措施。
首先，合理选择热变形参数，包括温度、应变速率和变形程度等，以获得理想的流变行为和组织转变规律。
其次，通过合金化、晶粒细化等手段，改善钛合金的性能。
3104铝合金高温热压缩过程的再结晶_蒋福林
图2 Fig. 2
0. 01 s － 1 ） 不同道次间隔时间的真应力真应变曲线（ 500 ℃ ，
True stress-true strain curves of 3104 aluminum alloy hot compressively deformed with different interval time between passes （ 500 ℃ ， 0. 01 s － 1 ） （ a ） 30 s ； （ b ） 60 s ； （ c ） 120 s
［ 2］
Raghunathan 等 定 量 组 织 关 系 模 型， 对铝及铝合金 （ Al5Mg ） 热轧 亚 晶 粒 尺 寸 、 再结晶分数和晶粒尺寸
［ 4］ 的变化进行预 测， 并 将 模 拟 结 果 与 Raghunathan 等
的 实 验 结 果 进 行 比 较 。 Zhang 等
［ 5］
在研究 3004 铝合 金 热 轧 过 程 的 再 结 晶 行 为 时 发 现， 当轧制温度增高， 再结晶在极短时间内完成且再结晶
收稿日期： 基金项目： 作者简介：
201004 23 ；
修订日期：
201009 06
国际科技合作计划（ 010 S2010 GR0739 ） 蒋 福 林 （ 1988 — ） ， 男， 主要从事铝合金热变形及应用研
摘
1500 热模拟机上对 3104 铝合金进行双道次等温热压缩实验， 要 ： 在 Gleeble变形温度 为 400 和 500 ℃ ， 变 形 速 率 为 0. 01 和
0. 1 s － 1 ， 60 和 120 s 。 结 果 表 明：3104 铝 合 金 在 400 ℃ 以 上 的 双 道 次 热 变 形 过 程 道次的变形量均为 0. 4 ， 道次间保温时间为 30 、 中， 发生动态与静态软化 。 道次间的软化率随着变形温度和应变 速 率 的 增 加， 以及道次间停留时间的延长和道次间保持温度的 其再结晶激活能为 155 kJ / mol 。 升高而增大 。 运用双道次软化率建立了 3104 铝合金热变形再结晶模型， 关键词 ：3104 铝合金； 中图分类号 ： TG146. 2 双道次热变形； 软化率； 再结晶 6264 （ 2011 ） 03005204 文章编号 ： 1009文献标志码 ： A
3104铝合金板材织构和制耳行为研究
[ 3] RODORIGUES P M B, BATE P S. Texture and earing in alu2 minum deep drowing[ A] . Merchant and Morris, eds. Textures in Non2ferrous Metals and Alloys[ C] . Detroit: AIME, 1987. 173~ 187.
图 6 中间退火显微组织 @ 50
随着热轧终轧温度提高, 板坯中{100}30014 立方 织构核心数量增多( 表 2) , 并随中间退火发展较为迅 速, 经同样冷轧变形程度后, 其立方织构的残留较低温 热轧时多( 表 2) , 制耳率下降( 图 1) ; 但热轧终轧温度 偏高, 这时储能不足, 没有足够强的{110}31124 变形织 构, 基于再结晶织构定向长大机制, 中间退火后立方织 构含量无法上升到足够的数量; 相反, 热轧终轧温度偏 低时, 虽然储能较大, 但立方取向核心不足, 中间退火 后立方织构含量不能达到要求, 制耳率偏高。
众所周知, 再结晶是通过形核和核长大来消除变 形基体的过程, 其驱动力是热轧回复后还没有释放的 那部分储能。合金热轧后组织呈明显的纤维状( 图 5) ,
22
重庆大学学报 ( 自然科学版)
铝铁合金热压缩流变行为
铝铁合金热压缩流变行为
袁晓光;冯博;付大军;黄宏军;郭志强
【期刊名称】《塑性工程学报》
【年(卷),期】2010()1
【摘要】采用Gleeble-1500模拟实验机研究铝铁合金在783K^693K,应变速率为0.01s-1~10 s-1条件下的热变形行为。
结果表明,铝铁合金高温变形时存在明显的稳态流变特征,流动应力对应变速率和温度敏感。
实验得出真应力应变曲线分析峰值的应力与变形温度、应变速率之间的关系,用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述铝铁合金高温塑性变形时的流变行为;计算得出材料的真应力-应变方程。
【总页数】6页(P104-109)
【关键词】铝铁合金;压缩变形;热模拟;流变应力
【作者】袁晓光;冯博;付大军;黄宏军;郭志强
【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院;辽宁工程技术大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.一种新型铝锰合金的热压缩流变行为及热加工图 [J], 王学印;李雪峰;蒋福林;张辉
2.15%SiCP/8009铝基复合材料热压缩流变应力行为 [J], 王宇;滕杰;陈爽;
罗海波;唐柳莲;张辉
3.玻璃铝基复合材料高温压缩流变行为研究 [J], 张飞;孙可伟
4.2195铝锂合金平面应变压缩的流变行为与微观组织 [J], 李旭;樊祥泽;杨庆波;杨谋;张飞;张志清
5.镍铝青铜高温热压缩流变行为研究 [J], 苑伟; 罗皓; 马艳霞; 周铁柱; 郁炎
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高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟
高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟高强度铝合金是一类具有高强度、优良加工性能和优秀耐腐蚀性能的重要材料。
高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟受到了广泛关注。
本文将介绍高强度铝合金的热变形行为及其数值模拟的相关研究。
一、高强度铝合金的热变形行为高强度铝合金的热变形行为是指在高温下，材料在一定的应变速率和应力条件下所表现的各种力学性质的变化。
热变形行为包括热力学行为、动力学行为和微观行为。
其中，热力学行为主要指高温下的材料相平衡关系和化学反应，动力学行为主要指高温下的材料流变行为，微观行为主要指材料的晶体学结构和宏观形貌。
高强度铝合金的热变形行为受到多种因素的影响，包括温度、应变速率、应力、晶粒尺寸、晶粒取向以及合金元素等因素。
随着温度的升高，高强度铝合金的流动应力逐渐降低，使得其变形能力变得更强。
应变速率的变化也会影响高强度铝合金的热变形行为。
相同的应力条件下，应变速率越大，材料的流变应力也越大。
此外，晶粒尺寸、晶粒取向以及合金元素的影响也是不可忽略的。
二、高强度铝合金的数值模拟高强度铝合金的数值模拟是用数学模型来模拟材料的变形行为，以获得预计的热变形行为。
目前，高强度铝合金的数值模拟主要有有限元法、细胞自动机法和晶体塑性有限元法等方法。
有限元法是目前最常用的一种数值模拟方法，通过将复杂的几何形状离散成若干小单元，运用有限元法来解决材料在边界条件下的行为。
细胞自动机法是一种离散的模拟方法，通过对共同演化的基元建立相邻关系，以模拟材料的行为。
晶体塑性有限元法是一种基于晶体塑性理论的数值模拟方法，它将材料的力学行为和微观结构相结合做出了更加准确的预测。
三、高强度铝合金的应用高强度铝合金具有很广泛的应用前景，主要用于航空、航天、交通、冶金、建筑等领域。
高强度铝合金作为一种轻质、高强度、高稳定性和低成本的材料，可广泛应用于航空航天领域的飞行器、导弹、卫星等产品中。
另外，高强度铝合金还可用于制造汽车构件、电力电子散热器、建筑和海洋工程材料等领域。
《2024年Ti-44Al-5V-1Cr合金的热变形行为研究》范文
《Ti-44Al-5V-1Cr合金的热变形行为研究》篇一摘要：Ti-44Al-5V-1Cr合金是一种高性能的钛铝合金，其优良的机械性能和高温稳定性使得它被广泛应用于航空航天等高端制造领域。
本论文旨在探究Ti-44Al-5V-1Cr合金在热变形过程中的行为特征，分析其热加工过程中的微观组织演变，并为其工艺优化提供理论依据。
一、引言Ti-44Al-5V-1Cr合金以其独特的成分比例和优异的物理性能在航空航天、汽车制造等行业中有着重要的应用价值。
其优良的高温强度和抗蠕变性能主要得益于其独特的微观组织结构。
因此，研究该合金在热变形过程中的行为特征，对于理解其性能优化和工艺控制具有重要意义。
二、材料与方法本研究所用材料为Ti-44Al-5V-1Cr合金，通过金相显微镜、电子显微镜和热模拟试验机等设备进行研究。
主要方法包括材料制备、热模拟试验、微观组织观察及性能测试等。
其中，热模拟试验旨在模拟材料在高温环境下的变形过程，并分析其变形过程中的应力、应变及温度等因素对材料性能的影响。
三、热变形行为分析1. 热模拟试验结果通过热模拟试验，我们观察到Ti-44Al-5V-1Cr合金在热变形过程中表现出明显的流变应力特征。
随着温度和应变速率的变化，合金的流变应力呈现不同的变化趋势。
在高温低应变速率条件下，合金的流变应力较小，有利于材料的加工；而在低温高应变速率条件下，流变应力显著增大，材料加工难度增加。
2. 微观组织演变在热变形过程中，Ti-44Al-5V-1Cr合金的微观组织发生明显变化。
随着温度的升高和应变速率的降低，合金中的晶粒逐渐细化，晶界变得更加清晰。
同时，合金中析出的第二相粒子也对晶粒的细化起到了重要作用。
这些变化有利于提高合金的力学性能和高温稳定性。
四、影响因素分析1. 温度对热变形行为的影响温度是影响Ti-44Al-5V-1Cr合金热变形行为的重要因素。
在较低温度下，合金的流变应力较大，变形抗力强；随着温度的升高，流变应力逐渐减小，材料更容易发生变形。
罐料用3104铝合金扁锭化学成分及第二相技术研究与控制
罐料用3104铝合金扁锭化学成分及第二相技术研究与控制唐正洪;梁鲁清【摘要】对易拉罐用3104铝合金扁铸热轧坯料的化学成分、物相控制等方面的技术研究进行了阐述.通过实际生产中对罐料用3104合金扁锭化学成分、第二相的形态分布、铸造工艺及均匀化热处理工艺的优化控制,可有效降低制罐的断罐、制耳与针孔率.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】6页(P51-56)【关键词】3104铝合金;扁锭;成分控制;第二相;低液位铸造;均匀化;相变【作者】唐正洪;梁鲁清【作者单位】青海桥头铝电股份有限公司,青海西宁810100;青海桥头铝电股份有限公司,青海西宁810100【正文语种】中文【中图分类】TG2920 前言3104铝合金属Al-Mn-Mg系不可热处理强化铝合金，具有密度小、强度高、耐腐蚀性强、易深冲成形等优点，是用作易拉罐罐体的理想铝合金材料。
随着熔铸技术、加工及热处理技术的发展，近年来用电解铝液替代传统的铝锭重熔法生产3104合金热轧坯料已逐渐成为国内外铝加工企业生产高端产品，降本增效，提高经济效益的重要途径，同时在市场竞争、技术进步的推动下，对3104H19合金制罐料的需求也逐步向质优、减薄、降低缺陷率、提高强度和成形性能等方向发展。
本文就3104合金中元素、扁铸锭的第二相化合物对罐料冶金、机械性能等影响作了分析研究，并结合生产实际提出合金成分、第二相的技术控制措施。
1 主要化学元素的影响铝合金的强化是以铝与其他金属元素形成金属间化合物在α固溶体中的溶解度变化为基础的[1]。
3104合金是1978年8月30日在美国注册的牌号，主要合金元素有Mn、Mg、Cu等[2]。
合金化的目的就是添加适当的这些金属，形成不同的金属间化合物，改善金属的性质，提高合金的强度、塑性、加工性、抗蚀性、硬度、液态金属的流动性、表面性能以及成形性能等，以适应制罐的要求。
1.1 锰的作用Mn是3104合金的主要元素，随其含量的增加，合金的强度随之提高。
3104易拉罐体用铝合金制备技术研究进展_黄瑞银
艺控制和对铸锭进行均匀化处理是调控第二相形以促使一次晶化合物转变为α相。
在DI罐的生产态的有效手段。
过程中α相可以改善变薄拉伸变形能力，同时Si还4.1 化学成分对化合物相的影响与Mg形成Mg Si析出相而使板材强度提高，因此23104铝合金合金元素的微量调整，直接影响Si含量必须在0.1%以上。
但是，Si含量超过0.5%合金相的构成，对3104铸锭性能以及最终的板材时，材料的强度变得过高且其热轧加工性能、板[7]性能有重大影响。
朱清洋研究了不同配比合金材材的深冲性能和变薄拉伸性能都会变差。
料的机械力学性能，分析了Mn, Mg等主合金元素铁和硅还是影响3104铝合金制耳行为的关键+及Fe/Si等对合金组织和性能的影响规律，优化出因素，退火铝板的制耳变化依赖于Fe Si含量，合如下成分:Si-0.23%、Fe-0.37%, Mn-0.93%、Mg-1.20%、适的Fe/Si值有利于降低深冲3104铝板的各向异Cu-0.21%、Ni<0.05%、Zn<0.20%、Ti<0.10%、其它性。
[9]（4）Cu的作用<0.015%，余量为Al。
张机琴研究了铸造过程的各Cu作用能显著提高合金的抗拉强度。
当Cu含种工艺参数之间的关系，提出以下成分：Mn0.89%~0.91 量在0.20%~0.30%左右时，可使3104H19易拉罐在%,Mg1.23%~1.25%，Si0.20%~0.22%，Fe0.38%~0.42%。
烘烤时，由于Cu的时效硬化作用，抵消了一部分 4.2铸造工艺控制初生相和溶质分布回复软化所造成的强度降低，因而使板材强度下在直接水冷半连续铸造条件下生产的铝合金降很少。
铸锭，由于强烈的冷却作用引起的浓度过冷和温Cu必须与Mg同时存在，烘烤过程中，Cu与度过冷，使凝固后的铸态组织偏离平衡状态，这些组织有以下特点：晶界和枝晶界存在不平衡结Mg从固溶体中析出Al-Cu-Mg基细质点而提高材料晶组织，枝晶内存在成分偏析，枝晶内存在着过的强度。
ODS-310合金的热变形行为及热加工图
ODS-310合金的热变形行为及热加工图邹雷;周张健【摘要】采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究机械合金化制备的ODS-310合金在变形温度为1050~1150℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的高温变形行为，测定其真应力-应变曲线，分析其流变应力与应变速率及变形温度三者之间的关系，并采用Zener-Hollomon参数法建立ODS-310合金的高温变形本构方程，基于动态材料模型，构造 ODS-310合金的热加工图。
结果表明：ODS-310合金的流变应力随变形温度降低或应变速率提高而增大；该合金热变形过程中的流变行为可用双曲线正弦模型来描述，在实验条件下的平均变形激活能为828.384 kJ/mol；真应变为0.4的热加工图表明，ODS-310合金在高温变形时存在2个加工失稳区，即变形温度为1050~1070℃、变形速率为0.01~1s-1的区域，和变形温度为1130~1150℃、变形速率为0.1~1 s-1的区域；ODS-310合金的最佳变形温度和应变速率分别为1150℃和0.001 s-1。
%Hot deformation behavior of ODS-310 alloy was investigated by conducting hot compression deformation tests on Gleeble-1500D simulator at the temperatures range of 1 050~1 150℃and the strain rate range of 0.001~1 s-1. True stress-true strain curves were obtained. The effects of strain rate and deformation temperature on flow stress were analyzed. The constitutive equation of the ODS-310 alloy at high temperatures was obtained by introducing Zener-Hollomom parameter. The processing map of ODS-310 was proposed on basis of dynamic materials model. The results show that the flow stress increases with the decrease of the deformation temperature and the increase of the strain rate. The flow behavior of ODS-310 alloy can bedescribed by the hyperbolic sine model and the activation energy is about 828.384 kJ/mol. The processing map established at the true strain of 0.4 shows that there are two flow instability zones, including the zone at temperatures range of 1 050~1 070℃and strain rate range of 0.01~1s-1,and the other zone at temperatures range of 1 130~1 150 ℃ and strain rate range of 0.1~1 s-1. The optimal processing parameters are the temperature of 1 150 ℃ and strain rate of 0.001 s-1.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】7页(P177-183)【关键词】ODS-310合金;热变形行为;变形激活能;本构方程;热加工图【作者】邹雷;周张健【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TF124超临界水堆作为第4代核反应概念堆中唯一的水冷堆，具有热效率高、结构简单、成本低等优点，但堆内高温、高压、强腐蚀以及强烈的中子辐照等苛刻环境给堆内关键材料带来很大的挑战，尤其是核燃料包壳材料的选择成为其发展的主要障碍[1]。
z参数的应用
表观激活能Q 的确定确定激活能的方法有很多种。
如等温法、补偿时间法、变温法、 Zener-Hollomon 参数法等。
本文将利用Zener-Hollomon 参数法计算3104铝合金的表观激活能；利用等应变速率法计算2519铝合金的表观激活能。
1.利用Zener-Hollomon 参数法计算3104铝合金的表观激活能。
表1-1 不同变形条件下的修正峰值应力σ/MPaT/℃1/s ε- 300330 350 8 163.9007148.6741135.511844176.8770161.9458148.6016如表1-1所示，不同变形条件下的峰值应力的变化很有规律：即随着变形温度的升高，修正峰值应力逐渐下降；而随着变形速率的增加，峰值应力逐渐增大。
参考文献得到：1-1低应力水平： 其中 1-2 高应力水平： 其中 、1-3 对1-2、1-3两边取对数1-41-5由1-4，1-5式可知，当温度一定时，n 和β分别为ln ln εσ- 、ln εσ- 曲线的斜率，采用一元线性回归处理，得ln ln εσ- 关系图如图1-1(a)，()1sinh exp[/()]=-⎡⎤⎣⎦ nA Q RT εασexp[/()]'=- n A Q RT εσ1'=n A A α()exp exp[/()]=- A Q RT εβσ1/2'=nA A /=n αβln ln '/()ln =-+ A Q RT n εσln ln /()=-+ A Q RT εβσ表1-2所示，ln εσ- 关系图如图1-1(b)，表1-2所示。
相关系数均为1。
图1-1 应变速率和流变应力的关系(a)σε- ln (b)σεln ln -表1-2 3104铝合金峰值应力与应变速率之间关系的一元线性回归结果 变形温度 (℃) 低应力时方程回归结果 高应力时方程回归结果 回归方程 相关系数 回归方程 相关系数300 ln ε＝-112.06＋ 22.38ln σ1 ln ε＝-19.46＋ 0.131σ1 330 ln ε＝-97.58＋ 19.92ln σ1 ln ε＝-17.00＋ 0.128σ1 350ln ε＝-88.67＋ 18.49ln σ1ln ε＝-15.57＋ 0.130σ1由表1-2可知，温度为300℃、330℃和350℃时的n 值分别为22.38、19.92和18.49，n 取三者的平均值为20.26；而在300℃、330℃和350℃温度下的β值分别为0.131MPa -1、0.128 MPa -1和0.130 MPa -1，取三者的平均值，得到的β值为0.129 MPa-1，则：N /mm 00637.0n /2==βα。
铝硅合金流变模型及应力-应变本构关系的研究
铝硅合金流变模型及应力-应变本构关系的研究
铝硅合金是一种常见的工程材料，具有较好的强度和耐腐蚀性能。
在研究铝硅合金的流变行为和应力-应变本构关系时，通
常需要建立合适的流变模型来描述其力学行为。
铝硅合金的流变模型可以采用经验模型或物理模型进行描述。
常用的经验模型包括弹性模型、塑性模型和粘弹塑性模型。
1.弹性模型：弹性模型假设材料在小应变下具有线性弹性行为，最常见的弹性模型是胡克定律。
根据胡克定律，应力和应变之间的关系为线性关系，即应力等于弹性模量乘以应变。
2.塑性模型：铝硅合金的塑性行为通常是非线性的，因此需要
建立适当的塑性模型来描述。
常见的塑性模型有几何硬化模型、本构方程模型和本构关系模型。
这些模型可以描述材料的流变行为，如应力的非线性变化和应变的硬化行为。
3.粘弹塑性模型：粘弹塑性模型是将粘弹性和塑性行为结合起
来描述材料的流变行为。
该模型可以考虑材料在加载和卸载过程中的粘弹性行为以及在应力达到一定阈值时的塑性变形。
在建立铝硅合金的应力-应变本构关系时，可以通过实验获取
合金在不同应力和应变条件下的应力-应变曲线，并通过曲线
拟合或数学模型求解来获得本构关系。
需要注意的是，各种流变模型的选择和建立需要根据实际研究目的、材料特性和实验数据进行合理的判断和比较。
同时，不
同流变模型的参数也需要通过实验或其他方法进行确定，以确定模型的适用范围和准确性。
铸态高强铝合金热变形流变应力行为的研究
铸态高强铝合金热变形流变应力行为的研究作者：王鹏，李萍，刘景彬，郝文玲，范浩，王百州来源：《科技创新与生产力》 2015年第1期王鹏，李萍，刘景彬，郝文玲，范浩，王百州（太原科技大学机械工程学院，山西太原 030024）摘要：文中采用热力模拟试验方法对新型铸态高强铝合金试样进行了热压缩实验，研究了新型高强铝合金在变形温度为300~420 ℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下压缩变形程度达到50%的流变应力变化规律。
研究表明，该合金热变形应力—应变曲线呈现动态回复型曲线；流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而增大；热变形激活能为269.985 kJ/mol，应力指数为7.009 7。
关键词：高强铝合金；热变形；流变应力；本构关系中图分类号：TG146.2+ 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.01.109高强铝合金是航空航天工业中主要的结构材料[1]。
随着现代航空航天工业的发展，对高强铝合金的强度和综合性能提出了更高的要求。
近些年来,优化合金成分设计、超细化合金组织结构、采用新型的制坯方法、发展新的成形加工及热处理制度成为发展高性能铝合金的重要方向[2-4]。
Al-Zn-Mg-Cu 高强铝合金主要应用于飞机重要部件的制造，如制造超厚板材和大型锻件[5-7]。
流变应力可以反映材料在热变形过程中的动态行为，是材料高温变形过程中的重要性能。
文章通过进行热力模拟试验对铸态高强铝合金热压缩实验，研究了新型高强铝合金流变应力变化规律，为该合金热加工工艺参数的确定提供依据。
1 试验材料与方法试验材料为Al-7.6Zn-1.5Mg-1.75Cu-0.12Cr。
铸锭上取样并加工成φ8 mm × 12 mm的圆柱体试样。
热压缩试验在Gleeble-1500D热力模拟试验机上进行，变形温度为300~420 ℃，应变速率0.01~ 1 s-1，变形程度为50%。
3104铝合金的流变应力行为与动态再结晶_胡卓超
3104铝合金的流变应力行为与动态再结晶胡卓超,张德芬,黄涛,左良,王福(东北大学材料与冶金学院金属材料研究所,辽宁沈阳110004)摘 要:对3104铝合金在350～500℃以0.005～0.1s-1的形变速率进行压缩,真应变为50%,随后立即水冷。
采用真应力2真应变曲线和TEM 研究其高温压缩变形中的流变应力行为和它的动态再结晶过程。
结果表明:3104铝合金为正应变速率敏感材料,具有稳态流变的特征。
流变应力随着变形速率的增加而增加,随着变形温度的升高而降低。
在低形变温度(350℃)和低形变速率(0.035s -1)下,该合金发生动态再结晶。
关键词:3104铝合金;流变应力;动态再结晶;应变速率中图分类号:T G111.7 文献标识码:A 文章编号:100023738(2005)022*******Flow Stress Behavior and Dynamic R ecrystallization of 3104Aluminum AlloyHU Zhuo 2chao ,ZHANG De 2fen ,HUANG T ao ,ZU O Liang ,WANG Fu(Nort heastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :The flow stress behavior of 3104aluminum alloy during hot compression deformation was studiedby isothermal compression test at G leeble 21500thermal 2mechanical simulator.The dynamic recrystallizationmechanism during hot compress was examined by the true stress 2strain curves and TEM.The results show that both strain rate and deforming temperature controls the flow stress.The flow stress decreases with the increase of deforming temperature and increases with the increase of strain rate.Furthermore ,dynamic recrystallization occurs higher temperature and lower strain rate or at lower temperature and higher strain rate.K ey w ords :3104aluminum alloy ;flow stress ;dynamic recrystallization ;strain rate1 引 言铝合金热形变过程中会同时发生形变硬化及形变软化。
3104铝合金板材不同方向拉伸性能及断裂特征的研究_张军利
０ 引 言
目前应用于易拉 罐 罐 体 的 铝 合 金 有 ３００４、３１０４ 及 ３２０４ 等，３１０４是在３００４的基础 上 通 过 调 整 合 金 元 素 的 含 量 发 展 来的。３１０４铝合金在罐体 材 料 进 一 步 减 薄 时 仍 能 保 持 较 高 的强度及良好的成形性能，是目前制作铝合金易 拉 罐 罐 体 的 主 要 材 料 。 ［１－３］
约 成 ４５°，同 时 ０°和 ９０°方 向 拉 伸 试 样 的 断 口 方 向 与 轧 制 方 向 大 约 成 ４５°，但 ４５°方 向 拉 伸 试 样 的 断 口 方 向 与 轧 制 方 向 夹 角 接 近 ９０°。
图 １ 拉 试 样 尺 寸 （ｂ）
图 ２ 延 伸 率 与 拉 伸 方 向 和 轧 制 方 向 之 间 夹 角 的 关 系 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｇｌｅｓ，
ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｅｎｓｉｌｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
摘要 对３１０４铝合金冷轧板沿轧制方 向 ０°、４５°和 ９０°三 个 方 向 进 行 拉 伸 性 能 测 试，观 察 断 口 形 貌 和 显 微 组 织，并分析粗大第二相分布 与 拉 伸 方 向 之 间 的 关 系。 结 果 表 明，３１０４ 铝 合 金 冷 轧 板 材 的 断 口 为 切 变 型 韧 窝 断 裂 特 征，裂纹在粗大相自身断裂分离处或者在粗大相尖端处萌生，并在剪切力作 用 下，以 微 孔 聚 合 的 方 式 扩 展。０°方 向 拉 伸断口韧窝深度最大，延伸率最大；９０°方向拉伸断口韧窝深度最小，延伸率最小；而 ４５°方 向 拉 伸 断 口 韧 窝 深 度 居 中 ， 延 伸 率 也 居 中 。 粗 大 第 二 相 长 轴 方 向 和 拉 伸 方 向 之 间 的 夹 角 越 小 ，延 伸 率 越 大 。
《2024年6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强度、良好的加工性能和耐腐蚀性等优点，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其优良的机械性能和抗腐蚀性，成为了工业生产中的一种重要合金材料。
本文将针对6061铝合金的热变形及时效行为进行研究，以期为相关领域的生产实践提供理论支持。
二、6061铝合金的组成与性能6061铝合金是一种典型的可热处理强化铝合金，其主要成分包括铝、镁、硅等元素。
该合金具有较好的可塑性和抗腐蚀性，可通过热处理来增强其机械性能。
三、热变形行为研究（一）热变形概述热变形是指金属在高温下通过塑性变形来改变其形状和尺寸的过程。
对于6061铝合金而言，其热变形行为受多种因素影响，如温度、应变速率、合金成分等。
（二）实验方法与过程本文采用高温拉伸实验，研究了不同温度和应变速率下6061铝合金的热变形行为。
实验过程中，通过观察合金的显微组织变化和力学性能变化，分析了热变形过程中合金的变形行为。
（三）实验结果与分析实验结果表明，随着温度的升高和应变速率的降低，6061铝合金的热变形能力增强。
在高温和低应变速率下，合金的显微组织更加均匀，力学性能得到提高。
此外，合金的流变应力随温度和应变速率的变化呈现出明显的非线性关系。
四、时效行为研究（一）时效概述时效是指金属材料在固溶处理后，经过一定时间的自然时效或人工时效，使其性能得到进一步提高的过程。
对于6061铝合金而言，时效处理对其机械性能和耐腐蚀性有着显著影响。
（二）实验方法与过程本文采用人工时效处理，研究了时效过程中6061铝合金的显微组织变化和力学性能变化。
通过观察合金的晶粒尺寸、第二相粒子分布和尺寸变化，分析了时效过程中合金的性能变化。
（三）实验结果与分析实验结果显示，人工时效处理能显著提高6061铝合金的机械性能和耐腐蚀性。
随着时效时间的延长，合金中的第二相粒子逐渐长大并均匀分布，从而提高合金的强度和硬度。
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3104铝合金热变形流变应力模型陈 文,林 林,邓成林(西南铝业(集团)有限责任公司,重庆九龙坡401326)摘要:采用等温压缩试验,研究了3104铝合金在应变速率为0 001~1s -1、变形温度为573~773K 条件下的流变应力行为。
结果表明,3104合金流变应力对应变速率和变形温度十分敏感,合金高温塑性变形时存在稳态流变特征,并建立了合金热变形流变应力模型。
关键词:3104铝合金;热变形;流变应力中图分类号:TG 111 3 文献标识码:A 文章编号:1005-4898(2007)05-0022-03收稿日期:2007-08-03作者简介:陈文(1968-),重庆永川人,1990年毕业于四川大学,高级工程师。
3104是A l-M n-M g 系合金,由于其具有强度高、耐蚀性好及良好的深冲和变薄拉伸性能,广泛地应用于制作饮料罐体,具有良好的发展前景。
3104合金制罐铝材的生产能力是一个国家铝加工水平的重要标志,其生产的技术关键是对热变形质量的控制。
近年来,3104合金制罐铝材呈现增宽减薄的明显发展超势,对其综合性能的要求越来越高,生产优质3104合金制罐铝材的难度增大。
所以,对3104合金高温塑性变形行为研究具有十分重要的理论和实际意义。
本文通过研究该合金的高温流变应力与变形程度、应变速率和变形温度之间的关系,对其高温变形特征进行探讨,建立合金在热变形条件下的流变应力模型,为3104合金罐料轧制加工工艺优化和提高产品质量提供指导。
1 材料及试验方法实验用材料是3104铝合金铸态试样,其化学成分见表1。
实验采用压缩试验法,在G leeble -1500D 型热模拟机上进行。
将3104合金铸块加工成10mm 12mm 圆柱形压缩试样,为消除接触摩擦影响,在试样的端部涂抹润滑剂(石墨)。
加热速度为1 /s ,保温时间为10s ,变形后立即水淬。
最大变形程度为0 8,变形温度分别为573K,623K,673K,723K,773K,应变速率分别为0 001s -1、0 01s -1、0 1s -1、1s -1。
变形过程全部由计算机控制并自动采集有关数据。
表13104铝合金化学成分(质量分数/%)合金S iF eCu M n M gN i Zn T i V A l31040 230 430 211 031 25<0 05<0 20<0 100 011余量2 实验结果和分析2 1 真应力-真应变曲线3104合金典型的真应力 真应变曲线如图1所示。
由图中可知3104合金在较低的温度下热变形时,随真应变的增加,流变应力开始迅速升高,达到峰值后流变应力下降,后趋于稳态流变应力值,出现稳态流变特征,合金表现出非连续动态再结晶的特征。
在高温下热变形时,达到峰值应力后,曲线并未发生明显的下降,峰值应力和稳态流变应力差异较小,合金发生了连续动态再结晶。
在同样变形温度条件下,随着应变速率的提高,峰值应力和稳态应力都增大。
2 2 变形条件对合金流变应力的影响大量的研究表明[1],金属材料的热加工变形和高温蠕变一样都存在着热激活过程。
蠕变速率于温度和应力的关系可用Arr hen i u s 方程来表示[2],22 铝加工 2007年第5期总第177期 学术综论在一般应力水平下,方程可表示为:=A[sinh( )]n exp(- H oRT) Se llars和Tegart[3-5]根据材料热变形过程和蠕变过程的相似性,用包含热变形激活能Q的A rr he-n i u s关系来描述材料热变形过程中稳态流变应力与变形温度和应变速率之间的关系:=A[sinh( )]n exp(-QRT) 在低应力水平下( <0 8),方程 可简化为指数形式:=A1 m exp(-QRT) 在高应力水平下( >1 2),方程 可简化为幂指数形式:=A2exp( )exp(-QRT) 式中A 结构因子(S-1);n 应力指数;应力水平参数/mm2N-1( =m);Q 热变形激活能/J mo l-1;T 热力学温度/K。
当热变形温度一定时,设A exp(-QRT)为定值B,对 、 、 两边取自然对数得:l n =l n B+n ln[si n h( )]l n =l n B1+m l nl n =l n B2+将试验获得的不同变形条件下稳态流变应力值分别代入 、 、 中,进行一元线性回归后发现,不同条件下的线性关系均吻合得较好,相关系数R 值在0 95以上。
在各变形温度条件下,ln[sinh ( )]-ln 直线基本上保持平行,n值随温度的变化较小。
而ln -ln 直线和 -ln 直线的斜率随温度的变化较大,m值和 值受变形温度的影响较大。
因此双曲正弦函数关系可以更好地描述不同变形温度条件下,稳态流变应力与应变速率的关系。
由此可知3104铝合金高温变形时稳态流变应力与应变速率、热变形温度之间满足A rr hen i u s关系,也就意味着该合金热压缩变形时受热激活控制的,因此可用包含A rrhen i u s项的Z参数来描述该合金热塑性变形的流变应力行为。
2 3 3104合金热变形流变应力模型不少学者提出了如下稳态流变应力模型,即:= 1 n m exp(-b T) 式中n 应变硬化指数;m 应变速率敏感系数;b 温度系数。
对 式取自然对数,得:ln =l n 1+n ln +m l n +(-b)T 对合金在稳态变形阶段真应变从0 2到0 4之间的所有实测流变应力值、应变速率、真应变和变形温度值进行多元线性回归分析,得到稳态流变应力方程如下:=1 297 1033 0 0028 0 0757exp(-0 0042T)a =0 001s-1b =1s-1图1 3104合金典型的真应力-真应变曲线3 结论3104铝合金在温度为573~773K、应变速率为0 001~1s-1下高温塑性变形时存在近似稳态流变特征。
3104铝合金高温塑性变形的流变应力随着热变形温度的降低和应变速率的升高而增加,说明3104铝合金为正应变速率敏感材料。
稳态流变应23陈 文,等:3104铝合金热变形流变应力模型 学术综论力与应变速率、热变形温度之间满足A rr hen i u s关系,即该合金热变形时受热激活控制的,因此可用包含A rrhen i u s项的Z参数来描述该合金热塑性变形的流变应力行为。
在573~773K和0 001~1 0s-1变形条件范围内,3104合金的稳态流变应力模型为:=1 297 103 0 0028 0 0757exp(-0 0042T)参考文献[1]Jonas,J J ,Se llars,C M ,M cG,W J,T eg artStrength and structure under ho t w ork i ng cond iti onsInt M e tall R ev ie w s,1969,14(130):1~24[2]哈富宽 金属力学性质的微观理论 北京:科学出版社,1991[3]Sellars,C M , M c G,W J ,T eg art O n t he m echa-n i s m of defor m ation A cta m e tall ,1966(14):1136~1138[4]Sell a rs,C M ,M cG,W J ,T eg art ,M m Sc i entR evue M ta ll ,1966(63):731[5]Se llars,C M ,M c G,W J ,T egart ,Journ es M e ta-ll urg iques d A utomne,P aris,O c t (1965),R ev M et ,i n pressFl ow StressM odel of3104A lu m i nu m A ll oyduri ng H ot Defor m ationCHEN W en,LIN L i n,DEN Cheng-lin(South w est A lu m i n um(Group)Co.,Ltd ,Chongq i n g401326,Ch i n a)Abstract:T he fl ow stress behav i or o f3104a lloy has been i nvesti g ated by i so t her m a l compress i on test at te mperature fro m 573k to773k under constant stra i n ranges from10-3s-1t o1s-1 It is sho w n t hat the fl ow stress o f3104a lloy is very sens-i ti ve to stra i n ra te and defor m a tion temperature A s i gnificant steady p l asti c flo w of the3104a lloy is con fir m ed dur i ng ho t de-for m ation The flo w stress m ode l of3104a lloy i s establishedK ey W ords:3104a l u m i num all oy;ho t defor m ation;flo w stress汽车行业铝需求量将剧增(本刊讯)中国汽车工程协会名誉理事长张兴业指出,由于汽车的需求和生产很可能超过早期预测,2007年~2008年度中国汽车行业铝需求将剧增。
张兴业在出席中国第一届再生铝会议时表示: 截至到目前,基于第一季度的产量报告我们预计今明两年汽车产量将达到甚至超过900万辆。
这算是比较保守的估计。
中国政府在2005年的5年发展计划中表示,中国计划在2010年之前达到900万辆的产量目标,届时汽车需求量将达到850万辆。
张兴业表示, 2007年第一季度我们已经生产了超过200万辆汽车,因此我们有望在今年年底或者明年某个时候实现该目标。
这是惊人的增长。
张兴业称, 随着产量的增加,汽车行业对铝的需求也将随之增加,甚至超出预期。
根据2005年的5年发展计划,截止到2010年汽车行业铝需求量预计将达到76万吨,镁需求量将达到2 3万吨,而其它金属需求量将达到17 9万吨。
他表示, 这些数据比较保守。
如果今明两年产量真的达到900万辆的话,铝、镁和其它金属需求量至少增长20%。
24铝加工 2007年第5期总第177期 学术综论/信息报道。