aermet100钢热变形过程流变应力模型

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1、AerMet100钢热变形过程流变应力模型汪向荣，闫牧夫（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001）摘要：利用Gleeble-1500试验机研究了AerMet100钢热压缩变形过程流变应力的演变规律，结果表明，流变应力随变形温度的提高而降低，随应变速率和应变量的提高而增加；基于三元二次正交设计回归分析方法，建立了流变应力随应变量、应变速率和温度变化的数学模型。关键词：AerMet100钢；热压缩变形；流变应力；中图分类号：FlowstressmodelofsteelAerMet100during

2、hotdeformationWangXiang-Rong,YanMu-Fu(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin15001)Abstract：ThispaperdealswiththeflowstressevolutionlawduringhotcompressiondeformationofsteelAerMet100usingGleeble-1500Dthermo-simulationtest

3、er.Theresultsshowthattheflowstressdecreaseswithincreasinghotdeformationtemperatureandincreaseswithenhancingthestrainrateandtheamountofdeformation.Themathematicalmodeloftheflowstressevolutionwiththehotdeformationtemperature,strainrateandamountofdeformation

4、hasbeenestablishedbasedontheternary-quadraticregressionanalysismethod.Keywords：SteelAerMet100,hotcompressiondeformation,flowstress1引言[1,2]AerMet100钢是新型高钴镍二次硬化型超高强度钢，用于航空航天领域结构件的制造。在热成形过程中流变应力作为变形温度、应变量和应变速率的函数是压力加工工艺及设备的力/能量参数[3]设计的参数之一，也是加工过程中精确塑性成形控制的最基

5、本数学模型。Ansys、Deform等软件在模拟金属压力加工过程的温度场、应力场及形状尺寸变化都需要材料的流变应力模型，该模型直接影响模拟结果的准确性。到目前为止，有关铝合金和钛合金（如6063、Al-10Sn-4Si和Ti-6Al-4V等）[4-7]热变形过程中流变应力与应变速率、温度或应变之间的关系已经建立。本文通过研究AerMet100钢热变形过程中流变应力的演变规律，试图建立相应的流变应力数学模型，为指导其结构件成形工艺奠定基础。2试验材料成分及方法试验材料为AerMet100钢，化学成分如表1所

6、示。热模拟试样加工成Φ8×12mm形状。表1AerMet100钢化学成分(质量分数,%)Table1CompositionofsteelAerMet100(wt.%)CCoNiMoCrFe0.2313.5011.101.203.13其余作者简介：汪向荣（1974－），女，黑龙江，博士研究生。导师：闫牧夫（1963－），男，哈尔滨人，哈尔滨工业大学教授，博士生导师。301利用Gleeble-1500D型热模拟试验机进行热压缩变形试验，采用三元二次正交设计安排热压缩试-1验，工艺方案见表2。变形温度、应变速率

7、和变形量依次为878~1121ºC、0.061~16.4s和0.046~0.654。表2热压缩变形的正交设计试验工艺方案Table2orthogonaldesigntrialtechnologyduringthehotcompressiondeformation设计水平（γ=1.215）变量零水平变化间距-1.215-1.001.01.215T，ºC1000100878.5900100011001121.5-1lgε&,s01-1.215-1011.215ε0.350.250.0460.10.350.60

8、.6543试验结果及分析讨论-1试验用AerMet100钢在变形温度T=878.5~1121.5ºC，应变速率为ε&=0.061～16.4s，变形量e=0.046~0.654范围内不同条件下，热压缩变形结果如图1~3所示。图1给出了不同温度下试验用钢热压缩过程的应力--应变曲线和相应的流变应力与变形温度关系。350360(a)(b)320280280210240200140Stress,MPa900°C16070Flowstr