W-35Cu復合材料動態(tài)壓縮變形行為及本構(gòu)關(guān)系
發(fā)布時間：2021-01-08 00:36
通過Gleeble-1500熱模擬試驗機對W-35Cu復合材料進行了應變速率0.01 s-1、變形溫度25～950℃以及變形溫度25℃、應變速率0.01～5 s-1的壓縮試驗,獲取了材料在試驗條件下的真應力應變曲線,分析了溫度、應變速率對材料塑性變形力學性能的影響。并利用試驗數(shù)據(jù)擬合建立了材料的本構(gòu)方程。結(jié)果表明:在0.01 s-1應變速率下,隨變形溫度的升高,材料變形抗力減小,材料最佳加工溫度在750～900℃;在25℃變形溫度下,材料變形抗力隨應變速率的增大而增大,且對應變速率比較敏感。對比驗證表明,建立的本構(gòu)方程能較好地表征材料在試驗條件下的塑性變形。
【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
W-35Cu復合材料試樣壓縮的真應力-應變曲線
根據(jù)式（3）計算應變速率0.01s-1和不同溫度下材料的應變硬化指數(shù)，結(jié)果如圖2所示。可以看出，隨著溫度升高，硬化指數(shù)減小，變形抗力減小，這有利于材料塑性變形。當溫度由25℃上升到625℃時，由于溫度軟化、動態(tài)回復與動態(tài)再結(jié)晶的作用，硬化指數(shù)降低速率較快，由0.44下降到0.25，下降了43.2%，在此溫度范圍，溫升對材料的軟化效應比較顯著；當溫度由750℃上升到950℃時，由于高溫軟化比較充分，硬化指數(shù)降低速率較慢，由0.16下降到0.14，下降了12.5%，在此溫度范圍，溫升對材料的軟化效應較弱。由此可見，隨著溫度的升高，在750℃之前，溫度升高對W-35Cu合金的軟化效果顯著，之后，效果減弱。W-Cu材料的塑性變形先從Cu開始，隨后是W。由于W和Cu的物理性質(zhì)差異，在1083℃銅熔化之前，W塑性變化不大；W的塑性隨著溫度的升高而增大，而Cu在500～600℃時出現(xiàn)“中溫脆性”，當溫度高于650℃時，塑性又增強，純Cu的可鍛性在800～900℃最好[8]。研究表明[19]，當溫度超過1000℃時，Cu分子將擴散出。因此，W-Cu復合材料塑性變形的試驗溫度一般不高于870℃。由圖1(a）和圖2可以看出，W-35Cu在低溫塑性差。而高溫（大于1000℃）又不適合W-Cu的塑性加工，考慮到Cu的“中溫脆性”，W-35Cu塑性加工變形溫度最好控制在750～900℃。
根據(jù)式（3）計算25℃和不同應變速率的材料應變硬化指數(shù)如圖3所示。由圖可以看出，在25℃，隨著應變速率的提高，硬化指數(shù)增大速率較大，硬化指數(shù)由0.01s-1時的0.44到0.1s-1的0.47，到1s-1的0.51，最后到5 s-1時的0.55，共提高了25%，說明材料塑性變形對應變速率有較高敏感性。根據(jù)式（5）和圖1結(jié)果，以應力開始明顯下降時的應變作為計算應變，應變速率1s-1時的絕熱溫升值ΔT=102.6℃，計算5s-1的絕熱溫升值ΔT=128.4℃。計算結(jié)果表示材料高應變速率絕熱溫升的平均值，實際上高應變速率下材料更容易在局部發(fā)生變形，導致局部微區(qū)域絕熱溫升比計算值的更高，軟化效果更顯著。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鎢含量對W-Cu復合材料高溫變形行為的影響[J]. 劉勇,孫永偉,田保紅,趙瑞龍,張毅. 中國有色金屬學報. 2012(09)
[2]純鐵在高應變率下的流動應力特征及其動態(tài)塑性本構(gòu)關(guān)系[J]. 包衛(wèi)平,張毅,任學平. 塑性工程學報. 2009(05)
[3]熔滲法制備的W-Cu高溫流動特性及其對塑性變形的影響[J]. 趙艷平,張立武,杜曉斌. 熱加工工藝. 2008(08)
[4]0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼動態(tài)力學性能研究[J]. 何著,趙壽根,楊嘉陵,程偉. 材料科學與工程學報. 2007(03)
[5]W-Cu納米復合前驅(qū)體粉末的機械合金化制備[J]. 朱永兵,沈以赴. 稀有金屬材料與工程. 2007(06)
[6]鎢銅復合材料的應用與研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,彭石高,劉濤,成會朝. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2006(03)
[7]國內(nèi)外鎢銅復合材料的研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,嚴德劍,黃伯云,劉軍,汪澄龍. 粉末冶金工業(yè). 2003(02)
碩士論文
[1]W-30Cu合金的水熱合成法制備及致密化工藝研究[D]. 張會杰.河南科技大學 2015
[2]W-Cu復合材料動力噴涂制備及力學性能研究[D]. 孫澄川.北京理工大學 2015
[3]細晶W-Cu合金高溫力學性能與動態(tài)力學行為的研究[D]. 劉輝明.中南大學 2011
[4]W-30Cu復合材料的制備工藝及性能研究[D]. 薛翔.南昌大學 2007
本文編號：2963553
【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
W-35Cu復合材料試樣壓縮的真應力-應變曲線
根據(jù)式（3）計算應變速率0.01s-1和不同溫度下材料的應變硬化指數(shù)，結(jié)果如圖2所示。可以看出，隨著溫度升高，硬化指數(shù)減小，變形抗力減小，這有利于材料塑性變形。當溫度由25℃上升到625℃時，由于溫度軟化、動態(tài)回復與動態(tài)再結(jié)晶的作用，硬化指數(shù)降低速率較快，由0.44下降到0.25，下降了43.2%，在此溫度范圍，溫升對材料的軟化效應比較顯著；當溫度由750℃上升到950℃時，由于高溫軟化比較充分，硬化指數(shù)降低速率較慢，由0.16下降到0.14，下降了12.5%，在此溫度范圍，溫升對材料的軟化效應較弱。由此可見，隨著溫度的升高，在750℃之前，溫度升高對W-35Cu合金的軟化效果顯著，之后，效果減弱。W-Cu材料的塑性變形先從Cu開始，隨后是W。由于W和Cu的物理性質(zhì)差異，在1083℃銅熔化之前，W塑性變化不大；W的塑性隨著溫度的升高而增大，而Cu在500～600℃時出現(xiàn)“中溫脆性”，當溫度高于650℃時，塑性又增強，純Cu的可鍛性在800～900℃最好[8]。研究表明[19]，當溫度超過1000℃時，Cu分子將擴散出。因此，W-Cu復合材料塑性變形的試驗溫度一般不高于870℃。由圖1(a）和圖2可以看出，W-35Cu在低溫塑性差。而高溫（大于1000℃）又不適合W-Cu的塑性加工，考慮到Cu的“中溫脆性”，W-35Cu塑性加工變形溫度最好控制在750～900℃。
根據(jù)式（3）計算25℃和不同應變速率的材料應變硬化指數(shù)如圖3所示。由圖可以看出，在25℃，隨著應變速率的提高，硬化指數(shù)增大速率較大，硬化指數(shù)由0.01s-1時的0.44到0.1s-1的0.47，到1s-1的0.51，最后到5 s-1時的0.55，共提高了25%，說明材料塑性變形對應變速率有較高敏感性。根據(jù)式（5）和圖1結(jié)果，以應力開始明顯下降時的應變作為計算應變，應變速率1s-1時的絕熱溫升值ΔT=102.6℃，計算5s-1的絕熱溫升值ΔT=128.4℃。計算結(jié)果表示材料高應變速率絕熱溫升的平均值，實際上高應變速率下材料更容易在局部發(fā)生變形，導致局部微區(qū)域絕熱溫升比計算值的更高，軟化效果更顯著。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鎢含量對W-Cu復合材料高溫變形行為的影響[J]. 劉勇,孫永偉,田保紅,趙瑞龍,張毅. 中國有色金屬學報. 2012(09)
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[4]0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼動態(tài)力學性能研究[J]. 何著,趙壽根,楊嘉陵,程偉. 材料科學與工程學報. 2007(03)
[5]W-Cu納米復合前驅(qū)體粉末的機械合金化制備[J]. 朱永兵,沈以赴. 稀有金屬材料與工程. 2007(06)
[6]鎢銅復合材料的應用與研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,彭石高,劉濤,成會朝. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2006(03)
[7]國內(nèi)外鎢銅復合材料的研究現(xiàn)狀[J]. 范景蓮,嚴德劍,黃伯云,劉軍,汪澄龍. 粉末冶金工業(yè). 2003(02)
碩士論文
[1]W-30Cu合金的水熱合成法制備及致密化工藝研究[D]. 張會杰.河南科技大學 2015
[2]W-Cu復合材料動力噴涂制備及力學性能研究[D]. 孫澄川.北京理工大學 2015
[3]細晶W-Cu合金高溫力學性能與動態(tài)力學行為的研究[D]. 劉輝明.中南大學 2011
[4]W-30Cu復合材料的制備工藝及性能研究[D]. 薛翔.南昌大學 2007
本文編號：2963553
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