镍钛合金材料设计高速挤压合金需要对硬化机制和塑性变形过程有深入的了解。在挤压热变形过程中,了解温度对挤压过程的影响是很重要的。热变形过程中的组织恢复过程主要是动态再结晶和动态恢复。铝及其合金具有较高的堆错能,在此过程中发生了动态的回收过程。挤压过程中的所有影响都是温度和速度控制的。结果表明,根据堆积体断层能的高低,合金的变形机制为动态恢复或动态再结晶。这导致挤压结构包含亚晶粒,理想情况下不发生静态再结晶,或由连续的动态、元动态和静态再结晶形成的晶粒。结果表明,这两种结构都与齐纳-霍勒蒙(Z- h)的主要参数Z有关,并受Z的控制,因此性质与Z之间也存在一定的关系。
镍钛合金材料参数随应变速率的减小和温度的升高而减小。在实际的工业生产中,为了避免裂纹的发生,通常首选低Z条件较低的应变速率和较高的温度;但当变形速率过低时,温度下降严重,对变形是有害的。当高速挤压合金Z-H参数增大时,应变速率增大,温度降低。镍钛合金材料亚晶粒/晶粒尺寸的减小是可以预料的。变形温度和应变速率是控制热变形流变应力的重要因素。实验结果表明:随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态软化速度加快。应变对流变应力的影响,因此对挤压压力是主要的热挤压由于应变率敏感性。
因此,镍钛合金材料热挤压过程中的挤压力预测是相当困难的。我们可以从几何考虑来估计坯料中任意位置x处的应变率。设圆柱坯的初始半径为Ro,挤压半径为Rf。是模具的半锥角。温度和应变速率的影响可以用参数Z的二阶函数表示为温度和应变速率的指数型函数。其中B1和B2是多项式系数。一般来说,镍钛合金材料挤压态材料的晶粒尺寸随着参数的增大而减小。Z-H参数决定了超细晶组织的演化,表明超细晶组织的基础是动态形成的,这一过程与变形过程中及变形后的热活化过程密切相关。
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