铬铜热变形研究分析

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1、铬铜热变形流动应力的实验研究内容摘要:摘要：采用恒恒变形率率凸轮压压缩试验验机对铬铬铜的流流动应力力进行了了实验研研究，分分析了变变形温度度、变形形速率、变变形程度度对流动动应力的的影响，同同时对不不同的数数学模型型结构进进行了非非线性回回归，通通过分析析比较，提提出了拟拟合精度度高的流流动应力力数学模模型。关关键词：铬铜 流动应应力 数数学模型型 凸轮轮试验机机1 前前言目前前，我国国全面系系统地研研究高温温高速下下有色金金属铬铜铜的流动动应力数数学模型型较少，而而国外提提供的流流动应力力曲线和和数据（杂杂志、书书）也很很少，而而且基本本上不符符合我国国铜品种种生产的的需要。本本文对铬铬铜的

2、流流动应力力进行了了实验研研究，提提出了适适合热轧轧铜生产产用的拟拟合精度度高的计计算机控控制用的的铬铜流流动应力力数学模模型。22 热变变形实验验研究方方法2.1 设设备及实实验方法法采用北北京科技技大学设设计制造造的凸轮轮式高速速形变试试验机，以以等变形形速率压压缩两端端面上带带凹槽并并在凹槽槽内充满满不同软软化点的的润滑剂剂的圆柱柱形试件件1，每个个实验条条件重复复两个试试样。摘要：采用用恒变形形率凸轮轮压缩试试验机对对铬铜的的流动应应力进行行了实验验研究，分分析了变变形温度度、变形形速率、变变形程度度对流动动应力的的影响，同同时对不不同的数数学模型型结构进进行了非非线性回回归，通通过分

3、析析比较，提提出了拟拟合精度度高的流流动应力力数学模模型。 关键词词：铬铜铜 流动动应力 数学模模型 凸凸轮试验验机 11 前言言 目前前，我国国全面系系统地研研究高温温高速下下有色金金属铬铜铜的流动动应力数数学模型型较少，而而国外提提供的流流动应力力曲线和和数据（杂杂志、书书）也很很少，而而且基本本上不符符合我国国铜品种种生产的的需要。本本文对铬铬铜的流流动应力力进行了了实验研研究，提提出了适适合热轧轧铜生产产用的拟拟合精度度高的计计算机控控制用的的铬铜流流动应力力数学模模型；同同时也对对我国的的有色企企业生产产提供了了一定的的理论和和实践依依据。 2 热热变形实实验研究究方法 2.11 设

4、备备及实验验方法 采用北北京科技技大学设设计制造造的凸轮轮式高速速形变试试验机，以以等变形形速率压压缩两端端面上带带凹槽并并在凹槽槽内充满满不同软软化点的的润滑剂剂的圆柱柱形试件件1，每个个实验条条件重复复两个试试样。其其试验范范围为变变形温度度t=55508000，变变形速率率=565/s，变变形程度度=LLnH/h=00-0.69331。试试件尺寸寸见图11，铬铜铜化学成成分为CCu=999%99.5%，CCr=00.5%1%。 为了保证压压缩时使使试件接接近单向向应力状状态，必必须使压压缩表面面具有良良好润滑滑条件，为为此采用用了玻璃璃粉、高高温润滑滑脂做润润滑剂。由由于各种种化学成成分

5、的玻玻璃粉的的软化点点不同，在在不同的的试验温温度时，同同一玻璃璃粉具有有不同的的润滑效效果。所所以在不不同的试试验温度度下，应应采用不不同化学学成分的的玻璃粉粉润滑剂剂，对于于同一润润滑剂，在在相同的的试验条条件下，对对于不同同的材质质如钢和和铜，其其润滑效效果也不不相同。本本文通过过大量实实验研究究，对不不同形变变温度采采用不同同润滑剂剂，40005500采用高高温润滑滑脂，55007000采用用本溪硅硅酸盐研研究所提提供的低低温玻璃璃粉BDD2润滑滑剂，77508000采用用航天部部六一二二所提供供的防护护玻璃粉粉润滑剂剂。试验验表明，由由于采用用上述不不同润滑滑剂作为为端面润润滑，压压

6、缩过程程中未发发现试件件有鼓形形，可以以认为接接近于单单向应力力状态。 2.22微机高高速数据据采集系系统 本本系统采采用日本本KIKKUSUUI公司司生产的的DSSS65221双通通道存贮贮示波器器，通过过65222并行行接口与与IBMMPCC2866微机连连接，实实现了瞬瞬态波形形的采集集2。 凸凸轮形变变试验机机最高转转速为4400rr/miin，波波形持续续时间为为81130mms，为为了保证证在如此此短的时时间内采采到正确确的波形形，在试试验机上上安装有有非接触触的触发发装置。本本文数据据处理程程序采用用C语言言编制。 3 热热变形实实验结果果及其分分析 33.1变变形温度度对流动动

7、应力的的影响分分析 通通过实验验得知，在在变形速速率、变变形程度度一定的的条件下下，随着着变形温温度的升升高，流流动应力力下降。铬铬铜在热热加工过过程中，易易发生软软化，随随着温度度的增高高，消除除硬化所所需的均均热时间间下降，软软化速度度随着温温度的提提高而增增大，温温度越高高变形速速率越低低，软化化过程的的效果越越大。从从图2中中可以看看到，流流动应力力与变形形温度在在单对数数坐标下下成线性性关系。 3.22变形速速率对流流动应力力的影响响分析 实验表表明，变变形速率率对流动动应力影影响与变变形温度度有关。由由图3可可以看出出，变形形速率与与流动应应力在双双对数坐坐标下的的变化成成线性关关

8、系，变变形温度度越高，直直线斜率率越大；变形温温度越低低，直线线斜率越越小。这这表明在在变形温温度较高高时，变变形速率率对流动动应力影影响大，变变形温度度低时，变变形速率率对流动动应力影影响小。 3.3变形形程度对对流动应应力的影影响关系系 从图图4铬铜铜的实验验数据中中可以看看出，在在变形温温度55508800范围内内，流动动应力随随变形程程度的增增加而增增大，但但增大到到最大值值后随变变形程度度的继续续增加而而出现减减小趋势势。在变变形温度度低时，变变形很小小就出现现最大值值。 4 数学模模型的建建立及回回归分析析 4.1数学学模型的的建立 由图22可以看看出，流流动应力力与变形形温度在在

9、单对数数坐标下下成线性性关系，故故建立函函数式 流动应力与与变形速速率在双双对数坐坐标下成成线性关关系，见见图3所所示。由由于不同同变形温温度下，直直线的斜斜率不同同，所以以变形速速率对塑塑性流动动应力的的影响项项中，包包含着变变形温度度对流动动应力的的影响。根根据这一一规律，建建立函数数式 流动应力与与变形程程度的关关系（见见图4所所示）。从从图中可可以看出出，变形形程度对对流动应应力影响响关系中中，随着着温度的的变化，影影响规律律也在变变化，所所以我们们在变形形程度的的影响项项中，还还考虑了了变形温温度对变变形程度度的影响响，即=t+bbectt。为了了更好地地研究变变形程度度对流动动应力

10、的的影响，本本文共分分析了以以下四种种形式： 以上各式中中b c dd是不同同常数，与与变形温温度有关关，是是塑性流流动应力力。 式式（4）是是根据最最大值函函数方程程3进行变变换后所所得；式式（5）是是幂函数数方程；式（33）是在在式（44）的基基础上，考考虑了变变形温度度对变形形程度的的影响；式（66）是考考虑了变变形程度度0.33对应的的流动应应力作为为基准应应力（变变形程度度影响系系数为11）进行行计算的的。 根根据变形形温度、变变形速率率、变形形程度，对对流动应应力的影影响规律律，综合合考虑它它们之间间的影响响关系，最最后取下下面模型型函数式式进行回回归计算算 式中 塑性性流动应应力

11、（MMPa） 变变形速率率（/ss） 变变形程度度（对数数应变） t变形温温度（） TT=（tt+2773）/10000 UUO,UUI-UU6回归系系数 44.2回回归程序序编制 对于AA、B、CC模型结结构回归归程序用用C语言言编制，根根据最小小二乘法法原理4，采采用非线线性化线线性方法法编制回回归程序序。 对对于模型型D，采采用非线线性的带带阻尼的的高斯牛牛顿消去去法回归归程序进进行回归归处理，该该程序采采用FOORTRRAN语语言编制制。 44.3 回归结结果及回回归系数数 采用用C语言言和FOORTRRAN语语言编制制的回归归程序对对铬铜实实验数据据，依据据上述四四种数学学模型结结构

12、进行行回归。对对各种模模型进行行综合分分析，取取拟合精精度高，方方差小，并并符合流流动应力力与变形形温度、变变形速率率、变形形程度变变化规律律的模型型。通过过分析比比较，我我们发现现铬铜在在5500tt8000温温度时，采采用A模模型方差差最小，拟拟合精度度最好。表表1是在在热加工工条件下下采用AA模型后后的流动动应力数数学模型型公式中中的回归归系数。 表1 流动动应力数数学模型型回归系系数 铜铜品种温温度范围围模型型类型UU0U11U2UU3U44U5UU6铬铜铜5500t7500A100.22214-5.3320990.558744-0.47334-00.5660211.19938-0.8

13、849337500t8000A3.816641.34006-00.4660200.54444-1.0062770.667522-0.263334.4 流流动应力力曲线 根据流流动应力力数学模模型A表表达式及及其回归归系数，本本文给出出了铬铜铜在不同同变形温温度、不不同变形形速率、不不同变形形程度下下的流动动应力曲曲线（见见图58）。 5 结结论 11）变形形温度5550t8000时，铬铬铜热塑塑性流动动应力数数学模型型采用文文中所示示A模型型拟合试试验数据据具有较较高的精精度和较较小的方方差。 2）变变形速率率对流动动应力的的影响关关系中，需需考虑变变形温度度对变形形速率指指数的影影响，即即 其中中m=(T)。变形形温度、变变形速率率对流动动应力的的影响有有交互作作用。 3）变变形程度度对流动动应力的的影响系系数中，考考虑了变变形温度度对变形形程度的的影响，即即=(n)，其其中n=(TT)。变变形温度度、变形形程度对对流动应应力的影影响有交交互作用用。 44）实验验研究回回归所得得的高温温高速下下的流动动应力数数学模型型公式，及及所提供供的流动动应力曲曲线，对对有色金金属压力力加工工工程计算算和计算算机控制制轧制生生产有指指导意义义。