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巴氏合金热塑性变形流变应力和组织演变的研究
[ 编辑:admin | 时间:2010-11-01 13:31:52 | 浏览:126次 | 来源: | 作者: ]

巴氏合金广泛应用于工业领域,因此合金要具有良好的综合机械性能,而巴氏合金材料的宏观力学性能主要决定于微观组织。研究表明,热塑性成形可以改善零件的微观组织,是制造高性能巴氏合金的重要方法。为了优化铸造工艺参数,获得性能良好的合金产品,提高巴氏合金的力学性能,周口环宇金属科技有限公司的技术人员对巴氏合金热变形性能、巴氏合金微观组织演化规律以及热塑性成形工艺方面进行了深入的研究。公司对不同牌号巴氏合金的热压缩流变应力的研究做了大量工作,为后续的研究奠定了基础,并为改善巴氏合金铸件性能提供了科学依据。


  一、巴氏合金热压缩实验

  选定8mm厚的巴氏合金,将合金切成条状,合金显微组织是平行排列的柱状晶,晶粒尺寸相差很大,晶粒间存在大量的析出强化相。实验前以升温速度加热至对应温度并保温相应的保温时间,以确保在压缩过程中巴氏合金试样内部与合金表面温度分布均匀,实验结束后冷却。将巴氏合金样品沿轴向剖切成两半制成金相试样,用腐蚀剂腐蚀后观察巴氏合金显微组织。

  二、实验结果与分析

  1.应变量对巴氏合金流变应力的影响

  巴氏合金的变形方式为滑移变形,位错间的相互作用出现大量组织,产生加工硬化,使得巴氏合金流变能力快速上升。实验所采用的变形温度均在再结晶温度以上,在具有变形量的巴氏合金试样金相中均观察到冬天再结晶颗粒,也有研究表明巴氏合金在热加工时也可以发生动态回复和动态再结晶现象。

  2.变形温度对巴氏合金流变应力的影响

  在同一应变速率下,随温度升高,巴氏合金流变能力明显降低,且在低温时降低幅度较大,在高温时降低幅度较小。在巴氏合金试样金相组织中可看到,温度升高,巴氏合金晶粒间的强化相减少,即合金元素在基体中的溶解度升高,巴氏合金强化作用降低,塑性增强,合金内部原子应力梯度方向移动阻力降低,变形抗力降低。巴氏合金塑性变形吸收的能量一部分作为塑性变形能储存起来,另一部分转化为巴氏合金塑性变形热能,使合金温度升高,变形阻力降低,热能产生更多且巴氏合金变形时间短。

  三、影响巴氏合金微观组织演变分析

  油压力加工原理知道,在有摩擦条件下进行试验时,巴氏合金试样高径比小,并且合金各部分变形程度不同,合金表面由于润滑条件的限制受摩擦力影响变形程度最小,称之为难变形区。巴氏合金内部受拉应力较小,变形程度最大,成为大变形区。周口环宇合金的技术人员从这几个区域对巴氏合金试样的微观组织进行观察,观察到巴氏合金试样基本不发生动态再结晶现象,原始粗大的合金颗粒间细小强化晶粒基本消失。

  四、结论

  巴氏合金在热塑性变形过程中,压力速率、变形量和变形温度对流变应力影响较大。随着温度升高,流变应力降低,应变速率升高,流变应力越大,在同一应变速率和温度下,巴氏合金初始阶段流变应力随着变形程度增大而增大。当达到某一极值后,巴氏合金的流变应力不再随着变形程度的增加而增大。


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