【正文】 30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問(wèn)題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確、深入,知識(shí)面寬。 下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排(1)繼續(xù)閱讀相關(guān)資料，閱讀相關(guān)論文。(6)分析變形條件對(duì)合金流變應(yīng)力的影響。(2)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，并且將相關(guān)英文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯，了解Gleeble1500熱模擬機(jī)的運(yùn)行原理。最終構(gòu)建熱變形本構(gòu)方程。 （3）構(gòu)建本構(gòu)方程。因其具有良好的性能，廣闊的應(yīng)用前景，特別是在航天航空、軍工等方面的應(yīng)用，已成為各國(guó)研究人員的研究對(duì)象，因此對(duì)鎂鋁合金進(jìn)行熱變形流變應(yīng)力研究具有積極意義。選用一定成分的鋁鋰合金原料，機(jī)械加工成小試樣后在熱模擬機(jī)上進(jìn)行高溫等溫壓縮或者拉伸試驗(yàn)，其中溫度、位移和位移速率由熱模擬機(jī)上的計(jì)算機(jī)控制。湖南大學(xué)的蒙春標(biāo)等人對(duì)3104鋁合金進(jìn)行高溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在低應(yīng)變速率條件下，流的應(yīng)力隨著應(yīng)變的增大而增大，達(dá)到峰值后趨于平穩(wěn)。比如西北工業(yè)大學(xué)的熊愛明等人對(duì)TC6鈦合金在溫度800～1040 ℃、得到TC6鈦合金最佳加工溫度為920～950 ℃。但從應(yīng)用方面來(lái)看看，鋁鋰合金還存在半成品價(jià)格比普通鋁合金高幾倍，制造成本需要進(jìn)一步降低，熔煉用以復(fù)雜且廢料回收再生未得到解決等問(wèn)題。由于冶金技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使含鋰量更大、比重更小、強(qiáng)度更高的鋁鉀合金的出現(xiàn)成為可能。 第一階段大約為20世紀(jì)50年代到60年代。 金屬的流變應(yīng)力研究在國(guó)內(nèi)外已比較成熟，在國(guó)內(nèi)各大高校如中南大學(xué)、湖南大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)以及北京有色金屬研究院等都進(jìn)行了相關(guān)方面的研究。因?yàn)檫@些特性，這種新型合金受到了航空、航天以及航海業(yè)的廣泛關(guān)注，吸引著許多科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行研究，鋁鋰合金的開發(fā)事業(yè)猶如雨后春筍般迅速發(fā)展起來(lái)了[1]。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正！ 學(xué)生簽名： 日 期：湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文過(guò)程管理資料 2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第二部分 過(guò)程管理資料過(guò)程管理資料目錄一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書…………………………………………………1二、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告………………………………………………3三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告………………………………………………8四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表……………………………………………10五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表……………………………………………11六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表……………………………………12 2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書學(xué)院(部)：冶金工程學(xué)院 專業(yè)（方向）：金屬材料工程（壓加方向）指導(dǎo)教師歐玲學(xué)生姓名王力強(qiáng)課題名稱鋁鋰合金熱變形流變應(yīng)力行為研究?jī)?nèi)容及任務(wù)通過(guò)在Gleeble1500熱模擬機(jī)上進(jìn)行高溫壓縮實(shí)驗(yàn)，研究新型鋁鋰合金的流變應(yīng)力規(guī)律，獲得熱變形溫度為300℃500℃，分析了變形條件對(duì)流變應(yīng)力行為的影響，利用origion軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建熱變形本構(gòu)方程。在論文的寫作中遇到了無(wú)數(shù)的困難與障礙，但是在指導(dǎo)老師歐玲的幫助下都一一克服了。得到以下結(jié)論： （1），變形速率與變形溫度、穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力之間的本構(gòu)方程可以表示為： 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)該方程能夠很好的描述該型號(hào)鋁鋰合金在高溫壓縮時(shí)的穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力。將Q、R、T數(shù)據(jù)代入式可以得到A值，求平均值后A=1012又α=，n=，Q=將以上數(shù)據(jù)帶入，可得流變應(yīng)力方程： ()參考式（）得 ()（）。這種線性關(guān)系說(shuō)明流變應(yīng)力與溫度之間的關(guān)系符合公式（），鋁鋰合金試樣在高溫塑性變形過(guò)程中穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力與變形溫度之間的關(guān)系滿足阿侖尼烏斯方程方程，也就是說(shuō)可以用方程（）來(lái)描述該成分鋁鋰合金在高溫塑性變形的力學(xué)行為。 與ln{sinh（σα）}數(shù)值表 坐標(biāo)值溫度（℃）ln{sinh（σα）}T=3500T=4000T=4500T=5000 ，步驟與上相似。但是在其它變形溫度下，真應(yīng)變的對(duì)數(shù)與應(yīng)力的對(duì)數(shù)之間存在明顯的線性關(guān)系（），這說(shuō)明兩組數(shù)據(jù)符合前面提到的式（），也就是可以用式（）來(lái)描述與 σ的關(guān)系。采用T=350℃、T=400℃、T=450℃、T=500℃。 與關(guān)系圖 Origin自動(dòng)生成斜率、相關(guān)系數(shù)表 坐標(biāo)溫度（℃）斜率相關(guān)系數(shù)T=300T=350T=400T=450T=500=300℃的時(shí)候的誤差比較大，明顯小于其它變形溫度下的相關(guān)系數(shù)。 (3)依次點(diǎn)擊Plot——Symbol——Scatter。對(duì)（）（）式兩端取對(duì)數(shù)得； （） （）根據(jù)（）（）式，n1為—關(guān)系圖的斜率，β為—σ關(guān)系圖的斜率，利用作圖法，繪制出方程（）、（）的圖形后求出n、β的值。 （）式中A、n、和Q都是材料常數(shù)A——結(jié)構(gòu)因子（s1）；——應(yīng)力水平參數(shù)()；n——為應(yīng)力指數(shù)。R——?dú)怏w常數(shù)。 熱變形流變應(yīng)力方程熱變形流變應(yīng)力是材料在高溫下的重要的性能指標(biāo)，如果材料的合金成分與內(nèi)部結(jié)構(gòu)一定，那么其流變應(yīng)力主要受變形溫度、變形速度與變形程度的影響，是材料在變形過(guò)程中內(nèi)部顯微組織演變和性能變化的綜合反映。為這是由于隨著變形溫度的升高，滑移系的滑動(dòng)就變的容易，原子的動(dòng)能也會(huì)增加，點(diǎn)缺陷如空位原子、間隙原子、置換原子運(yùn)動(dòng)也會(huì)加劇，這都有利于位錯(cuò)的攀移、位錯(cuò)密度和儲(chǔ)存能的減少，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力也隨之減少，從而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)軟化效果更明顯，試樣熱變形的阻力也隨之降低。試樣在熱變形過(guò)程中同時(shí)受到了加工硬化與動(dòng)態(tài)軟化的雙重作用。當(dāng)變形量較小時(shí)潤(rùn)滑劑可以更好的發(fā)揮效果。 應(yīng)變速率為1的真應(yīng)力應(yīng)變曲線 應(yīng)變速率為10的真應(yīng)力應(yīng)變曲線 分析真應(yīng)力應(yīng)變圖 、(= S S1 S10 S1），不同變形溫度（T=300℃、350℃、400℃、450℃、500℃）下的真應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。（2）編輯公式進(jìn)行處理 1）根據(jù)試樣在變形過(guò)程中的體積不變定律 （） F0 L0為以試樣原始橫截面積和長(zhǎng)度， 為變形壓縮量和變形后的截面積 （） 2）真應(yīng)力，Pt是變形某一瞬間時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是這時(shí)試樣的橫截面積，得真應(yīng)力方程： （） 3）真應(yīng)變。 繪制真應(yīng)力應(yīng)變圖將試樣放置在Gleeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，變形溫度范圍為300℃500℃。stresslogarithmic由于鑄造過(guò)程中發(fā)生的不平衡結(jié)晶，會(huì)在晶界處形成大量的共晶相，由于合金元素的加入形成了很多的非平衡結(jié)晶。（4） 腐蝕，由于晶界、兩相分界處能量較高容易發(fā)生反應(yīng)所以腐蝕后就會(huì)顯現(xiàn)出不同的形貌特征。（2） 磨光，取樣后截面一般不會(huì)平整，先用4060號(hào)砂紙進(jìn)行初次平整（或者使用銼刀），然后砂紙顆粒度由大減小的順序進(jìn)行細(xì)磨。因此必須進(jìn)行均勻化處理，均勻化的目的便是消除這些不利因素，使合金元素與非平衡共晶組織充分溶解，提高時(shí)效強(qiáng)化作用，提高合金的塑性和抗疲勞強(qiáng)度。 （13）所有試驗(yàn)結(jié)束后，檢查試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否保存好。 （10）仔細(xì)檢查試驗(yàn)程序和試樣的裝卡。期間按提示密碼，回車便可。 （3）按下主機(jī)上的電源按鈕，控制柜中的計(jì)算機(jī)顯示器顯示各種運(yùn)行資料，直至結(jié)束。均勻化后沿鑄錠軸向方向，將試樣機(jī)械加工成Φ10mm15mm圓柱形（）。另一方面，可同時(shí)顯示和控制溫度、載荷、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等參數(shù)；試驗(yàn)過(guò)程中，上述數(shù)據(jù)能在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示，隨時(shí)檢測(cè)。（2） 力學(xué)控制系統(tǒng) Gleeble1500的機(jī)械系統(tǒng)是一個(gè)具有10噸靜態(tài)拉伸（壓縮）力的全集成液壓伺服控制系統(tǒng)（）。 Gleeble1500構(gòu)成 Gleeble1500熱模試驗(yàn)機(jī)由很多部分組成（），但根據(jù)該設(shè)備的功能，可將它分為三個(gè)主要系統(tǒng)。在所有的熱模擬試驗(yàn)裝置中Gleeble動(dòng)態(tài)熱力學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)是一種應(yīng)用最廣泛的熱力學(xué)模擬機(jī)，Gleeble第一臺(tái)樣機(jī)于1946年在美國(guó)倫塞勒工學(xué)院(RPI)誕生，并成立DSI。 熱模擬試驗(yàn)本文擬利用Gleeble1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)，對(duì)試樣進(jìn)行高溫壓縮熱模擬試驗(yàn)，得到鋁鋰合金在不同條件下的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。溫度因素對(duì)材料的力學(xué)性能影響非常大，材料在熱加工或者在高溫條件下負(fù)載時(shí)要考慮材料在此高溫下的強(qiáng)度、塑性等重要力學(xué)性能指標(biāo)。第2章 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)概述材料的力學(xué)性能在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中起著非常重要的作用。流變應(yīng)力對(duì)變形速率為正敏感，即在同一變形溫度下流變應(yīng)力會(huì)隨變形速率的增大而增大，隨著變形速率的減小而減小。（4）用Origin軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制真應(yīng)力真應(yīng)變曲線。試驗(yàn)測(cè)得合金在一定溫度一定變形速度下的流變應(yīng)力后，用數(shù)學(xué)軟件Origin分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)[710]。 研究方法本構(gòu)關(guān)系就是材料的流變應(yīng)力與宏觀熱力參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,是聯(lián)系塑性加工過(guò)程中材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與試驗(yàn)方法熱力參數(shù)之間的媒介[11]。同樣，中南大學(xué)的李英紅等人對(duì)AlCuLi系合金進(jìn)行流變應(yīng)力研究發(fā)現(xiàn)最合適的加工溫度為410～470℃[8]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以大大提高合金中的Li含量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品具有一定的韌性、延展性、抗疲勞性等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本太高。缺點(diǎn)是鋰容易在鋁表面聚集，造成成分不均勻，鋰密度小還有可能與陽(yáng)極氣體發(fā)生二次反應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是成分均勻化，減少偏析，晶粒尺寸均勻，產(chǎn)品鋰含量可達(dá)3％，而且相對(duì)于鑄錠冶金法更安全。鑄錠冶金法（IM）仍然是現(xiàn)在的主流生產(chǎn)方法，主要是因?yàn)樗赜昧虽X合金的生產(chǎn)方法，成本較低。鋰是化學(xué)性質(zhì)非?；钴S的元素之一，可以與水、氫氣、氧氣、氮?dú)獾然?，甚至與氧化鋁、石墨等坩堝材料發(fā)生反應(yīng)，所以鋁鋰合金的制備也有特殊要求。雖然它的一系列的優(yōu)點(diǎn)已初步顯現(xiàn)出了巨大的生命力，但是由于還有許多諸如性工藝、造價(jià)、回收再利用等問(wèn)題的困擾而不能被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)上[16]。這些因素都推動(dòng)了鋁鋰合金的發(fā)展。同時(shí)，鋁鋰合金相對(duì)于其它材料而言具有其它不可比擬的優(yōu)勢(shì)（、）。現(xiàn)在鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域之廣、產(chǎn)量如此之大（1994年世界范圍內(nèi)的原鋁消費(fèi)量已達(dá)到1965萬(wàn)噸）已經(jīng)僅次于鋼鐵材料。雖然我國(guó)在鋁鋰合金微合金化、稀土鋁鋰合金方面形成了自己的特色，取得一定的成果。我國(guó)分別在1991991996年開展了三次全國(guó)范圍的鋁鋰合金研討會(huì)。但是經(jīng)過(guò)攻關(guān)，對(duì)鋁鋰合金的生產(chǎn)工藝有了一定的了解，培養(yǎng)了我國(guó)自己的研發(fā)隊(duì)伍，為以后的鋁鋰合金研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。2000年，美國(guó)研制出了幾乎沒有各向異性的219AlLiS4系列鋁鋰合金。同年，英國(guó)的Alcan公司研發(fā)了8090系列鋁鋰合金[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前許多國(guó)家的先進(jìn)飛機(jī)都采用了這種合金。雖然各國(guó)的鋁鋰合金研究都取得了一定的成果，但還是因?yàn)楫a(chǎn)品性能未能達(dá)標(biāo)而不能被廣泛應(yīng)用。1957年，%的X2020鋁合金，該合金與其它普通鋁合金相比具有更好的抗疲勞性能和高強(qiáng)度。但是由于當(dāng)時(shí)杜拉鋁已經(jīng)得到公認(rèn)，所以司克龍合金并沒有受到應(yīng)有的重視[1]。期間出現(xiàn)了很多具有代表性的鋁鋰合金型號(hào)（）。因此Al—Li系鋁合金用作結(jié)構(gòu)材料，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中，便形成了鋁鋰合金。試驗(yàn)結(jié)果表明：，變形溫度升高，流變應(yīng)力降低，變形速率升高，流變應(yīng)力增大。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。合金進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，其穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)