Inconel751合金热压缩变形条件下的流变应力模型

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Inconel751合金热压缩变形条件下的流变应力模型

2023-08-30 17:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

3.1.1变形温度的影响

Inconel751合金在不同变形温度、同一应变速率下的真应力-真应变曲线〈见图1),可以看出,热压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,在同一变形条件下,随着变形的增加产生加工硬化,这是由于随着变形量增大,位错不断增殖,位错间的交互作用又增大了位错运动的阻力,从而呈现加工硬化现象。超过某一形变量后,变形储存能成为再结晶的驱动力,再结晶可以消除或改变原来的变形织构,发生动态再结晶软化,当软化速率与硬化速率平衡时,流变应力达到最大值;随后随着动态再结晶的进行,软化速率大于硬化速率,应力逐渐下降;当发生完全动态再结晶后,其晶粒组织和流变应力不随变形量变化,进入稳态变形阶段。当应变速率相同时,变形温度越高,合金的流变应力越低,这是由于随着温度升高,滑移系的临界切应力下降,合金的变形抗力降低。

3.1真应力-真应变曲线

整理Gleeble-1500高温压缩试验所得数据,采用Origin6.0软件做出相同温度、不同应变速率,相同应变速率、不同温度下的真应力-真应变曲线,平滑后得图1和图2,其中on为真应力,单位为MPa、c为真应变。

3.1.1变形温度的影响

Inconel751合金在不同变形温度、同一应变速率下的真应力-真应变曲线〈见图1),可以看出,热压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,在同--变形条件下,随着变形的增加产生加工硬化,这是由于随着变形量增大,位错不断增殖,位错间的交互作用又增大了位错运动的阻力,从而呈现加工硬化现象。超过某一形变量后,变形储存能成为再结晶的驱动力,再结晶可以消除或改变原来的变形织构,发生动态再结晶软化,当软化速率与硬化速率平衡时,流变应力达到最大值;随后随着动态再结晶的进行,软化速率大于硬化速率,应力逐渐下降;当发生完全动态再结晶后,其晶粒组织和流变应力不随变形量变化,进入稳态变形阶段。当应变速率相同时,变形温度越高,合金的流变应力越低,这是由于随着温度升高,滑移系的临界切应力下降,合金的变形抗力降低。

3.1.2变形速率的影响

在同一温度下,不同变形速率的真应力-真应变曲线如图2所示。

从图2可以看出,Inconel751合金热压缩变形时,同-变形温度下,应变速率越低,相同变形量、所对应的真应力越小。再结晶由形核、长大过程组成,形核是个热激活过程,在低应变速率条件下,变形组织有较长的时间形核长大,核心形成的几率增加,因而再结晶更容易进行,流变应力更小。从图2可以明显看出,同一变形温度下,变形速率越低,峰值应力所对应的应变越小,这是由于变形速率较低时,再结晶形核的时间较长,形核量数量多,所以再结晶软化的作用强于加工硬化的作用。

3.2热变形流变应力方程

热变形过程中,材料的高温流变应力g主要取决于变形温度T和应变速率à。Zener和Hollomon在1944年提出并试验o-∈证实了确定钢在高速拉伸试验条件下流变应力的一种方法,提出Z参数的概念。其物理意义是温度补偿的变形速率因子,依赖于T,而与o无关;Q是热变形激活能,它反映材料热变形的难易程度,也是材料在热变形过程中重要的力学性能参数。如果知道函数关系Z=f(o),或者更确切地说,已知与试验结果相符的经验公式Z-f(o),便可以测定与。无关的热变形激活能。该方法有自调节功能,即材料常数的近似值已包含在Z=f(a)式中,由该公式确定的Q值又反过来进一步精确材料常数值[1。

研究表明,热加工参数Z可由以下两种形式表示:

Inconel751合金高温压缩变形试验得到不同温度和变形速率下的峰值应力如图3所示。

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