鎳鈦合金材料設計高速擠壓合金需要對硬化機制和塑性變形過程有深入的了解。在擠壓熱變形過程中,了解溫度對擠壓過程的影響是很重要的。熱變形過程中的組織恢復過程主要是動態再結晶和動態恢復。鋁及其合金具有較高的堆錯能,在此過程中發生了動態的回收過程。擠壓過程中的所有影響都是溫度和速度控制的。結果表明,根據堆積體斷層能的高低,合金的變形機制為動態恢復或動態再結晶。這導致擠壓結構包含亞晶粒,理想情況下不發生靜態再結晶,或由連續的動態、元動態和靜態再結晶形成的晶粒。結果表明,這兩種結構都與齊納-霍勒蒙(Z- h)的主要參數Z有關,并受Z的控制,因此性質與Z之間也存在一定的關系。
鎳鈦合金材料參數隨應變速率的減小和溫度的升高而減小。在實際的工業生產中,為了避免裂紋的發生,通常首選低Z條件較低的應變速率和較高的溫度;但當變形速率過低時,溫度下降嚴重,對變形是有害的。當高速擠壓合金Z-H參數增大時,應變速率增大,溫度降低。鎳鈦合金材料亞晶粒/晶粒尺寸的減小是可以預料的。變形溫度和應變速率是控制熱變形流變應力的重要因素。實驗結果表明:隨著變形溫度的升高和應變速率的降低,動態軟化速度加快。應變對流變應力的影響,因此對擠壓壓力是主要的熱擠壓由于應變率敏感性。
因此,鎳鈦合金材料熱擠壓過程中的擠壓力預測是相當困難的。我們可以從幾何考慮來估計坯料中任意位置x處的應變率。設圓柱坯的初始半徑為Ro,擠壓半徑為Rf。是模具的半錐角。溫度和應變速率的影響可以用參數Z的二階函數表示為溫度和應變速率的指數型函數。其中B1和B2是多項式系數。一般來說,鎳鈦合金材料擠壓態材料的晶粒尺寸隨著參數的增大而減小。Z-H參數決定了超細晶組織的演化,表明超細晶組織的基礎是動態形成的,這一過程與變形過程中及變形后的熱活化過程密切相關。
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