熱壓縮試驗主要是拿來研究材料的低溫變型行為，以及背后的變型機理和組織變遷。不同參數下材料呈現的變型參數對于實現工藝優化至關重要。相信研究塑性變型以及熱加工工藝的研友們都要涉及剖析熱壓縮曲線，并且熱壓縮曲線一般要經過極其復雜的公式變換，是一個十分復雜的過程，剛開始難住了不少的同道們。在本文中，結合具體的實例，筆者給你們分享一下怎樣剖析熱壓縮曲線。為了挺好的幫助到你們，筆者盡可能寫的全面一些。
如圖為某合金在850℃，不同速度下的撓度應變曲線和應變速度為10-2s-1時不同水溫的撓度-應變曲線。筆者在這兒給你們要分享的是從這兩幅圖中所見到的信息以及本構多項式的構建。
圖1不同速度下的撓度應變曲線（左）和應變速度為10-2s-1時不同水溫的撓度-應變曲線（右）
1.曲線的特點以及隱含的變型機理
在這兒你們須要注意，假若應變曲線在峰值撓度以后基本保持平穩，材料通常發生動態回復，假如峰值撓度以后，材料的曲線呈現增長的趨勢，則發生動態再結晶。假如極速增長，則材料內部可能出現裂痕。還有曲線中出現波動是因為材料間歇式加工硬化和動態再結晶導致。
從圖1可以看出所有的曲線都可以分為三個階段，在變型早期，流動撓度隨應變的降低迅速減小，達到峰值后平緩減少。這是因為位錯滑動、增殖并形成交互作用，造成位錯密度快速降低，導致了應變硬化，此時位錯的湮沒以及排列而成的亞結構造成的軟化作用不足以補償位錯密度降低而帶來的硬化，因而水的密度與溫度的關系曲線，流動撓度以較快的速率減小，出現峰值。流動撓度達到峰值后，因為積累了較多的應變能，撓度逐步增長，說明發生了動態回復與再結晶，導致材料軟化，同時，隨著變型程度的減小，合金中的空位含量減小，位錯的攀移也參與軟化過程，位錯克服障礙力的能力進一步提高，合金變型時硬化和軟化的平衡向低硬化指數方向變化，撓度-應變曲線漸趨緩慢回升。當應變超過一定值后，流動撓度-應變曲線漸漸趨向穩定，為穩態階段。此時，位錯增殖造成的應變硬化與動態再結晶、動態回復等軟化過程達到動態平衡。
在相同變型程度下，流動撓度與變型氣溫有強烈的依賴關系，它隨變型氣溫的下降而降低，從曲線中可以看出，她們之間并非線性關系。隨著氣溫下降，流動撓度明顯減少。這是由于隨著氣溫下降，熱激活的作用提高，原子跳躍頻度減小，空位含量降低，晶界中的原子自擴散、刃型位錯的攀移和螺型位錯割階釋放空位的能力提高，正負刃型位錯間的互相湮沒愈加顯著，因而增加了位錯的密度。在同一變型氣溫下，隨應變速度的降低，流動撓度顯著降低。這是因為應變速度越大，單位應變所需時間越短，因而位錯形成的數量減小，位錯運動速率降低，螺旋位錯互相交割的幾率減小，位錯密度下降，進而促使合金低溫壓縮的流動撓度減小。同時，實現由動態回復等軟化時間及完全塑性變型的時間也減短。為此，隨著應變速度的降低，相應與相同變型量步入穩態變型階段所須要的變型氣溫也下降。而在比較低的應變速度下，情況正好相反，位錯等運動速率減緩，位錯互相交割降低，原子擴散充分，動態回復和動態再結晶也能充分進行，因而軟化合金。故在高應變速度下的流動應力遠小于低應變速度下的流動撓度。
2.本構多項式的構建
到目前為止，普遍所采用的本構關系是多項式。多項式有冪指數型、指數函數型和雙曲余弦型三種方式，如式(1)-(3)所示：
Zener和在1944年提出并驗證了變型氣溫和變型速度對變型的影響，可由氣溫補償應變速度Zener-參數Z來綜合表示：
通過對等溫恒應變速度壓縮實驗結果剖析發覺，不同變型條件下該合金的流動撓度變化范圍很大，并經初步估算，圖片與ln(sinh(ασ))呈近似線性關系，因而以雙曲余弦型多項式為基礎構造合金的本構關系。
3.本構關系材料常數的確定
3.1α的求解
在室溫不變的條件下，A1,A2,Q,R,T均是常數，對式（1）取自然對數并求偏導得：
對式（2）取自然對數并求偏導得：
又，β=αn1，可得：
作出應變為0.5時不同水溫下的圖片曲線，如圖2左所示。將不同水溫的數據點擬合成直線，其斜率即為該氣溫下n1的近似值。求平均值得n1=5.63601。
圖2右為不同水溫下應變為0.5時的圖片曲線。求不同水溫直線斜率的平均值，即為所求β值水的密度與溫度的關系曲線，β=0.04612。又由β=αn1，可求得α=0.00818。
圖2不同水溫ln-lnσ曲線和不同水溫ln-σ曲線
3.2n的求解
對式(3)取對數得
在室溫不變的條件下，A,Q,R,T均是常數，因而對式(8)求偏導并整理得：
不同水溫下做出應變為0.5時的圖片曲線，如圖3所示。直線斜率的平均值即為n值。
圖3不同水溫ln-ln[sinh(ασ)]曲線
3.3Q的求解及其意義
在應變速度不變的條件下，A,Q,R均是常數，對式（8）求偏導并整理得：
圖4為不同應變速度應變為0.5時的ln[sinh(ασ)]-1000/T曲線。由圖可知，ln[sinh(ασ)]和1000/T較好地符合了線性關系，否認了該合金低溫變型時撓度和變型體溫之間的關系屬于關系，即可用包含項的Z參數描述該合金在低溫壓縮變型時的流變撓度行為。這些關系同時說明，TC18合金熱變型是受熱激活控制的。分別求各應變速度直線斜率的平均值，即為Q/Rn值，代入n值，即得Q=357.581kJ/mol。
圖4不同應變速度ln[sinh(ασ)]-1000/T曲線
3.4變型機理剖析
金屬低溫塑性變型最明顯的特征之一是變型速率受熱激活過程控制，普遍覺得可以通過變型激活能Q的估算和微觀組織的觀察來判斷合金的變型機制。一般覺得，合金的變型激活能與其擴散激活能數值相差不大時，熱變型軟化機制主要為動態回復；當變型激活能小于自擴散激活能時，合金的熱變型可能會有動態再結晶發生。
通過回歸估算，合金在800~880℃，0.0005~10s-1范圍內的變型激活能為357.581kJ/mol，遠低于α-Ti(204kJ/mol)和β-Ti(166kJ/mol)的自擴散激活能，所以，動態再結晶是熱變型過程的主要變型機制。
由式(10)可以得出
由上式可以看出，變型激活能的高低與撓度對應變速度和變型體溫的敏感性相關。流變撓度對變型體溫的敏感性越高，對應變速度的敏感性越低，其變型激活能越高。
3.5A的求解
對式(4)兩端求對數得：
根據求得的Q值，求出不同應變速度和不同水溫下的Z值，作lnZ-ln[sinh(ασ)]函數圖象（圖5），對函數圖象進行線性回歸，求出回歸直線的截距，即為lnA值，lnA=34.6934。
圖5lnZ-ln[sinh(ασ)]曲線
4.本構多項式的回歸
將以上所得的值帶入本構多項式模型，即可得到該合金的本構多項式為：
本構多項式可以挺好地描述材料在不同水溫，不同應變速度熱加工過程中的變型行為，通過相關的組織相片，我們還可以挖掘相關的變型機理。