300M钢的热变形行为及其变形组织演变研究

基于热压缩实验,对300M钢在应变速率为10s-1下的热变形行为及其变形组织演变进行了研究。结果表明:在试样高度压下量为50%,变形温度为700～750℃时,300M钢的应力-应变曲线呈流变失稳型,且变形组织出现绝热剪切;当变形温度为800～1000℃时,300M钢的应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,且热变形过程出现了两轮动态再结晶;当变形温度为1050～1180℃时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,且热变形过程只发生了一轮动态再结晶。     

300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10 s-1时,其变形温度高于1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。     

300M高强钢亚动态再结晶行为

为研究300M高强钢的亚动态再结晶行为,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对300M高强钢在变形温度900~1150℃、应变速率0.001~10 s-1,道次间隔保温时间1~60 s进行双道次热压缩试验。结果表明:变形温度越高、应变速率越大、道次间隔保温时间越长,亚动态再结晶百分数越大。基于试验结果建立了300M高强钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过单道次压缩试验验证了模型的正确性。     

42CrMo钢动态再结晶的临界条件

采用Gleeble-1500热模拟试验机对挤压态42CrMo钢进行等温热压缩实验,研究了在温度为1123～1348 K,应变速率为0.01～10 s-1条件下的动态再结晶行为。流变应力曲线对比分析表明:42CrMo钢在0.01～1 s-1的低应变速率下(除1 s-1和1123 K)发生动态再结晶型软化,在1～10 s-1的高应变速率下(含1 s-1和1123 K)发生动态回复型软化。采用加工硬化率的方法处理流变应力数据,结合lnθ-ε曲线的拐点及2(lnθ)/ε2-ε曲线的零点判据,研究42CrMo钢热塑性变形中动态再结晶发生的临界条件。结果表明:所有压缩试样均发生了动态再结晶;增加应变速率及降低变形温度会抑制动态再结晶的发生。进一步引入表征动态再结晶临界条件的临界应变模型,建立了临界条件与各热力参数之间的数学关系。验证表明该模型相对误差不超过7.8%。     

一种DC04钢的动态再结晶行为的研究

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了DC04钢的单道次压缩变形,通过金相组织及应力-应变曲线分析不同变形参数对动态再结晶行为的影响。结果发现,当形变速率为10s-1时,DC04钢主要以加工硬化和动态回复为主;当形变速率为5s-1时,1000~1100℃变形后,动态再结晶明显,900~950℃变形后以加工硬化和动态回复为主;当形变速率为0.1s-1时,850~1100℃变形后均发生了动态再结晶,900、1000℃变形后应力-应变曲线出现周期峰值。计算出实验用DC04钢的动态再结晶激活能为125.8kJ/mol,给出了DC04钢的动态再结晶区域图。     

工业纯铝的热变形组织演化

采用Gleeble-1500热模拟机研究了工业纯铝高温压缩变形的组织演化行为,采用光学显微镜及透射电镜研究了纯铝在不同压缩变形条件下的组织形貌特征.结果表明,在应变速率为10-2s-1,变形温度为220、300℃时,真应力-真应变曲线呈稳态特征,材料发生了动态回复;当变形温度大于380 ℃时,材料发生了动态再结晶;在变形温度为460 ℃时,应变速率为10-3～1 s-1条件下变形时发生了动态再结晶;动态再结晶机制主要是连续动态再结晶,同时有少量表现为几何动态再结晶.     

一种高锰奥氏体TWIP钢的高温热变形与再结晶行为

在变形温度为1223~1423 K及应变速率为0.01~10 s-1的条件下,利用MMS-300热模拟试验机开展单道次压缩变形实验,结合SEM-EBSD和TEM等观察分析技术,研究了一种高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温热变形及再结晶行为,对其动态再结晶过程中的组织演变规律及其与应力-应变曲线的相关性进行了分析和表征.结果表明,该高锰奥氏体TWIP钢的热变形行为对应变速率较敏感;当应变速率低于0.1 s-1时,热变形过程中发生动态再结晶;当应变速率高于1 s-1时,发生动态回复.通过回归计算建立了该高锰奥氏体TWIP钢的热变形本构方程,分析认为动态再结晶过程中的组织演变规律与其应力-应变曲线密切相关.随着应变量的增加,晶界迁移诱导再结晶形核;形变量进一步增加,产生大量亚晶界;相邻亚晶界上的位错攀移和滑移等运动使晶界合并,导致再结晶晶粒形成.     

AZ41M镁合金动态再结晶临界条件

采用Gleeble-1500D型热/力模拟试验机在变形温度300~450℃、应变速率0.005~1 s-1条件下对AZ41M镁合金进行热模拟压缩试验。用计算加工硬化率的方法处理试验数据,再结合lnθ-ε曲线的拐点及–?(lnθ)/?ε-ε曲线最小值判据,建立合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型。根据热压缩实验数据,分析温度和应变速率等工艺参数对合金动态再结晶的影响。结果表明:在该实验条件下,AZ41M镁合金的lnθ-ε曲线均具有拐点特征,对应的-?(lnθ)/?ε-ε曲线均出现最小值,该最小值所对应的应变即为临界应变εc,得到合金临界应变预测模型;临界应变随变形温度的降低和应变速率的增加而增大,且峰值应变εp和临界应变εc的比值满足εp/εc=1.97。     

热变形条件对P92钢动态再结晶组织及机制的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟压缩试验机,研究P92锻态料在温度900℃～1300℃、应变速率0.5s-1～25s-1、变形程度50%条件下的热变形行为,分析热变形参数对应力-应变曲线、动态再结晶组织演变规律和机制的影响,获得了动态再结晶分数和动态再结晶晶粒尺寸。结果表明,P92钢动态软化机制有动态回复、不连续动态再结晶和几何动态再结晶3种方式。动态再结晶分数随温度的升高而增大,且随着应变速率的增大,发生不连续动态再结晶的温度范围扩大。采用提高热变形温度和高应变速率的改进工艺,可获得P92钢优良的组织和性能。     

SUPER82B硬线钢热变形行为及其数学模型研究

文章利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了SUPER82B硬线钢在温度为900℃~1050℃、变形速率为0.10s-1~10s-1条件下的热变形行为。通过奥氏体再结晶动力学回归计算了SUPER82B硬线钢的动态再结晶激活能、峰值应力σm与变形温度、应变速率之间的关系,动态再结晶临界应变εc和动态再结晶完成应变εs与ln(Z)的计算模型,给出了反映该钢动态再结晶进行过程的动态再结晶状态图等,为合理预报和控制SUPER82B硬线钢的组织和性能提供基本依据。     

超高强DP980钢的动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对超高强DP980钢进行热压缩试验,研究其在变形温度为900~1 200℃、应变速率为0.05~30s~(-1)条件下的动态再结晶行为,分析了变形温度和应变速率对真应力-真应变曲线的影响。结果表明:超高强DP980钢在变形过程中,存在动态再结晶和动态回复两种软化机制,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越容易发生;同时,得到了发生动态再结晶时的形变激活能,建立了峰值应变模型、动态再结晶临界应力模型和动态再结晶动力学模型。     

一种新型冷轧工作辊用高速钢的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对一种新型冷轧工作辊用高速钢进行了热压缩变形试验,研究了该钢在900～1150℃、应变速率为0.01～10 s-1条件下的动态再结晶行为,测量了该钢的应力-应变曲线并观察了其典型的微观组织,建立了Z参数表达式、热变形方程、峰值应力和峰值应变与Z参数的关系及动态再结晶模型图。结果表明:冷轧工作辊用高速钢的应力-应变曲线表现为动态再结晶型;其热变形激活能为541.4 kJ/mol;峰值应力、峰值应变与Z参数近似成指数关系;随着Z参数的增大,发生动态再结晶的临界应变εp和发生完全再结晶的应变εs均增加。     

低合金钢Q345B动态再结晶动力学模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机对低合金钢Q345B进行热压缩实验,研究其在变形温度为900～1100℃和应变速率为0.01～10s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明:低合金钢Q345B在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越易发生。根据流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得到了动态再结晶激活能。通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了峰值应变模型,动态再结晶临界应变模型和动态再结晶动力学模型。并对动态再结晶动力学模型进行了误差分析,证明了模型具有较高的精确性。最后,通过所建立的模型分析了变形条件对动态再结晶的影响,验证了实验所得出的在高温、低应变速率下更有利于动态再结晶发生的规律。     

30Mn27Al4V无磁钢的热变形规律

采用MMS-300热/力模拟实验机,研究30Mn27Al4V无磁钢在变形温度900℃～1150℃、应变速率0.1s-1～10s-1条件下的热变形规律。结果表明,在热变形过程中,当变形温度为1000℃～1150℃、应变速率为0.1s-1～10s-1条件下,实验用钢均发生明显的动态再结晶。确定变形激活能为503.7kJ/mol以及Z参数,得到了30Mn27Al4V无磁钢的高温流变应力本构方程。根据实验数据回归,建立了该钢的高温塑性变形抗力数学模型。     

铸态50Cr5MoV钢的动态再结晶行为分析

采用Gleeble-3800热模拟实验机对铸态50Cr5MoV钢进行热压缩实验,研究其在变形温度为900℃、950℃、1 000℃、1 050℃、1 100℃和应变速率为0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明:铸态50Cr5MoV钢在热变形过程中发生了动态再结晶,且随着应变速率的降低以及变形温度的升高,动态再结晶越容易发生。     

403Nb钢高温热压缩变形条件下的流变应力研究

采用Gleeble-3500热模拟实验机进行了403Nb钢的高温热压缩实验,并对其流变应力进行了研究。实验结果表明,温度在1100℃～1150℃,应变速率在0.01s-1～0.1s-1时,403Nb钢在热压缩实验中发生了明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的双曲对数函数能较好的描述403Nb钢的流变行为;经回归得到了403Nb钢峰值应力σP的表达式和热变形激活能Q值。     

Nb对低碳微合金钢动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了3种含铌或不含铌低碳钢在850～1150℃,应变速率分别为0.05、1、10 s-1条件下的热变形行为。采用应变硬化速率-应力(θ-σ)曲线图较精确地获得了C-Mn钢的流变应力和峰值应力;用-dθ/dσ-σ曲线获取了含Nb试验钢的应变和应力值;用回归法确定了双曲线本构方程中的变形激活能,确定了3种试验钢发生动态再结晶的激活能分别为234.867、261.276、301.751 kJ/mol。随Nb含量的增加,试验钢的再结晶激活能逐渐升高。