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Effect of Zener-Hollomon parameter on deformation microstructure in Fe-3%Si alloy

Fenghui AN

金属学报(英文版)

Hot deformation of Fe-3%Si alloy within the temperature range of 1073--1473 K and strain rate range of 0.01--5 s-1 was carried out by compression test. Optical microscopy (OM), electron backscattered diffraction (EBSD) and transmission electron microscopy (TEM) were used to characterize the deformation microstructure on various scales. Dynamic recovery is the dominant softening mechanism under all experimental conditions. A dynamic recovery region and partial dynamic recrystallization region can be distinguished according to Zener-Hollomon parameter (Z) based on OM observation. Furthermore, the quantitative description of subgrain size and boundary misorientation has been set up as a function of Zener-Hollomon parameter.

关键词: Fe-3%Si

7039铝合金的热压缩变形本构方程

蔡一鸣 , 李慧中 , 梁霄鹏 , 汤国建

机械工程材料

采用圆柱试样在Gleeble-1500材料热模拟试验机上对7039铝合金进行等温压缩变形试验,研究了该合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的流变行为.结果表明:变形温度和应变速率对7039铝合金的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;7039铝合金的高温流变行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其热变形本构方程为ε=5.30×1012[sinh(0.011σ)]5.28×exp[-173.68×103/(RT)].

关键词: 7039铝合金 , 热压缩变形 , 流变应力 , Zener-Hollomon参数

AZ91镁合金的热变形特征及组织演变

王智祥 , 金熌 , 陈文江 , 吴朝圣 , 刘峰

材料热处理学报

采用Gleeble-1500热模拟机对AZ91镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为250 ~400℃、应变速率为0.001 ~1 s-1条件下流变应力及组织演变规律.结果表明:合金的热变形过程均表现出明显的动态再结晶特征,其流变应力及组织均受变形温度和应变速率的因素影响显著;流变应力随变形温度的升高、应变速率的减小而降低,而再结晶晶粒尺寸则随之增大,且再结晶程度进行越为充分,其再结晶晶粒大小基本随Z参数自然对数值的增大而呈指数递减规律.

关键词: 镁合金 , 热变形 , 动态再结晶 , Zener-Hollomon参数

双相钢拼焊板温拉伸力学性能及组织分析

蒋满国 , 陈炜 , 黄忠富 , 刘政

材料科学与工艺

为了揭示温变形工艺参数对双相钢拼焊板宏观力学性能及组织演变的影响规律,在不同变形温度和应变速率条件下对DP590双相钢拼焊板进行温拉伸试验和微观组织观察,将变形温度和应变速率对材料温成形过程的综合影响统一为Zener-Hollomon(Z)参数来研究材料宏观力学性能和微观组织演变.实验结果表明,随着Z参数的降低,材料越容易发生动态再结晶,流变应力-应变曲线越低,断后延伸率逐渐提高,平均晶粒尺寸有长大的趋势.本研究对于通过Z参数优化DP590双相钢拼焊板温变形宏观力学性能和微观组织具有一定的参考价值.

关键词: 双相钢拼焊板 , 温成形 , Z参数 , 微观组织 , 宏观力学性能

颗粒增强铝基复合材料损伤演化模型研究

王将 , 郭胜利 , 郑弃非 , 冯策 , 刘成

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.09.008

颗粒增强铝基复合材料发生塑性变形时,不可避免产生损伤,最终会导致出现宏观断裂.为了研究复合材料损伤演化行为,基于连续损伤力学理论,建立了复合材料热变形过程中的损伤演化模型,把Zener-Hollomon参数当作包含变形温度和应变速率的一个变量引入模型中.利用Lematire提出的弹性模量法进行高温多道次拉伸实验,得到了复合材料不同变形条件下的损伤演化曲线.对损伤演化曲线数据拟合确定了模型参数为A (Z)=2.22769-0.09438lnZ+ 0.00238ln2Z,对损伤临界值拟合确定了复合材料宏观断裂的判断依据为Dc(Z) =0.50915-0.00577lnZ,通过对比当前损伤值与损伤临界值可以判断是否发生宏观断裂.采用高温压缩实验对损伤演化模型进行验证,结果表明该模型可以较好地预测复合材料的宏观断裂现象,为实际生产工艺的制定提供理论依据.

关键词: 复合材料 , 损伤演化模型 , Zener-Hollomon参数 , 弹性模量法

锻造热处理工艺对Al-7Si-1.6Cu合金组织和力学性能的影响

王俊 , 司乃潮 , 王正军 , 刘光磊 , 司松海

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.04.016

通过力学性能测试以及OM、SEM和TEM的组织观察,研究了锻造热处理工艺对Al-7Si-1.6Cu合金组织与力学性能的影响.结果表明,合金经过均匀化(500℃,8 h)、锻造(锻造温度380~450℃,应变速率60~90 s-1,道次压缩比10%~20%)、热处理(固溶480℃,2h,70℃,水冷;时效180℃,6 h)之后,较铸态相比硬度提高18%、抗拉强度提高了52%、延伸率提高了54.5%.多向锻造过程中共晶Si相发生碎断与球化,时效过程中析出的纳米级第二相对合金起强化作用.开创性地从位错密度方向解释锻造过程强度提高的原因,通过Zener-Hollomon参数来说明锻造过程中流变应力与变形速率和变形温度之间的关系.

关键词: 锻造热处理 , 显微组织 , 力学性能 , Zener-Hollomon参数 , 位错密度

双相Mg-Li合金的热变形行为和本构模型

魏国兵 , 彭晓东 , 胡发平 , Amir HADADZADEH , 杨艳 , 谢卫东 , Mary A. WELLS

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64139-0

在温度423~573 K和应变速率为0.001~1 s?1下,通过Gleeble?3500热机械试验机对双相Mg?9Li?3Al?2Sr合金进行等温热压缩实验,研究其热变形行为并评估其可加工性能。塑性失稳以锯齿形流变的形式存在,锯齿屈服效应归因于 Mg 和 Li 原子对移动位错的锁定作用。分析流变应力、应变速率和变形温度的关系,并通过 Arrhenius公式计算得到不同应变条件下变形激活能和基本的材料参数。温度和变形速率对合金变形行为的影响可以用 Zener–Hollomon 指数函数来表示。通过比较不同变形条件下的预测值与实验流变曲线,来验证本构方程的合理性。经计算,得到其相关系数为0.9970,平均相对误差为4.41%。结果表明,该本构模型可以准确地预测双相Mg?9Li?3Al?2Sr合金的高温变形流动行为。

关键词: 本构模型 , Mg-Li合金 , 塑性失稳 , Zener-Hollomon参数

7085铝合金的热变形动态再结晶行为

李东锋 , 张端正 , 刘胜胆 , 单朝军 , 张新明 , 王琴 , 韩素琦

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64254-1

通过电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)和透射电子显微镜(TEM)研究7085铝合金在温度573~723 K、变形速率0.01~10 s?1条件热压缩时的动态再结晶行为。结果表明,在高 Zener?Hollomon (Z)值时,动态回复是主要的软化机制;随着 Z 参数值降低,出现动态再结晶。在 ln Z=24.01(723 K,0.01 s?1)热压缩时,动态再结晶分数最高,为10.2%。EBSD 结果表明,再结晶晶粒出现在初始晶界附近,其取向与变形晶粒接近。应变诱发晶界迁移是最可能的动态再结晶机制。晶界附近的低密度 Al3Zr 弥散粒子有利于应变诱发晶界迁移的发生。

关键词: 铝合金 , Zener-Hollomon 参数 , 动态再结晶 , 应变诱发晶界迁移 , Al3Zr 弥散粒子

转速对搅拌摩擦焊接搅拌区晶粒尺寸影响

张昭 , 吴奇 , 张洪武

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.07.001

基于搅拌摩擦焊接的完全热力耦合模型,跟踪材料物质点运动轨迹,划分出不同搅拌头转速下搅拌区域边界.沿材料物质点迹线提取出真实应变与温度历程,可进一步计算Zener-Hollomon参数并利用经验公式预测搅拌区晶粒尺寸.经计算发现较大转速工况下,搅拌区尺寸较大.搅拌区晶粒尺寸随焊接温度的增加而增加,随应变率的增加而减小.随着搅拌头转速的增加,焊接区材料温度与等效应变率均有明显增长,但是温度影响更为明显,平均晶粒尺寸随搅拌头转速的增加而增加.

关键词: 搅拌摩擦焊接 , Zener-Hollomon参数 , 完全热力耦合模型

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