321奥氏体不锈钢动态再结晶的研究

通过Gleeble-1500热模拟试验机研究了321钢(/%:0.028C、0.69Si、1.21Mn、0.030P、0.001S、17.33Cr、9.19Ni、0.31Ti)单道次高温(900～1 200℃)压缩(0.01～1 s^-1)时的动态再结晶。结果表明,变形温度越高,应变速率越低,321钢的软化作用越强,热变形条件下的真应力-真应变曲线一般没有明显的应力峰值,在应变速率0.01、0.1、1 s^-1时321钢动态再结晶开始发生的温度分别为1 050、1 150、1 150℃;在1 200℃变形时,仍然只发生部分动态再结晶。321钢热变形激活能Q=422.72 kJ/mol,动态再结晶Z参数Z=εexp[422 720/(RT)],临界应变ε_c=0.035 67Z^{0.066 04}。     

Ti-IF钢铁素体变形动态再结晶临界应变模型

用Thermecmaster-Z热模拟试验机试验得出成分为0.006 7%C-0.045 0%Ti的Ti-IF(无间隙原子)钢在变形温度750~900℃和变形速率0.1~40 s^-1时的应力-应变曲线,确定了Zener-Holloman参数Z与应变速率.ε和温度T(K)的关系式Z=.εexp(39 507/T),并建立了临界应变εc与原始晶粒尺寸d0和Z参数的临界应变方程ε_c=2.314 4×10^-3×d^{-0.8003 9}×Z^0.050。结果表明,在相同变形速率下,850℃变形时动态再结晶最易发生,当变形温度提高至900℃(两相区)时,即使在低变形速率(1 s^-1),也不发生动态再结晶。当变形速率大于1 s^-1时,Ti-IF钢热加工时不能出现动态再结晶。临界应变预测值与实测值比较,平均误差≤5%。     

B30MnSi钢的动态再结晶行为

采用Gleeble1500热模拟试验机对B30MnSi钢(%:0.32C,1.04Mn,0.85Si,0.019P,0.009S)进行变形温度为850～1000℃,应变速度为0.1～101/s的压缩变形试验,以研究该钢的动态再结晶规律。并通过回归分析得出峰值应力σm,应变εp,动态再结晶临界应变εc与温度补偿变形速率因子Z之间关系式为σm=16.689Ln(Z)-347.41;εp=0.0474Ln(Z)-1.1023;εc≈0.0393Ln(Z)-0.915。     

45V钢的动态再结晶

用热压缩的试验方法研究了45V非调质钢热变形中的动态再结晶,求得45V钢的动态再结晶激活能Q=345.56KJ/mol;变形条件与峰值应力的关系为:Z=2.088×10~8σp~(5.95);峰值应变与变形条件之间的关系为εp=7.86×10~(-3)Z~(O.125);动态再结晶晶粒尺寸与Z值之间的关系为d=4.6×10~5 Z~(-0.266)。     

合金工具钢SKS51的动态再结晶行为

采用Gleeble-1500热模拟机单道次热压缩实验,研究了变形温度850～1 000℃和变形速率0.1～10s^-1条件下合金工具钢SKS51(/%:0.78C、0.20Si、0.40Mn、1.5Ni、0.30Cr)的动态再结晶行为。实验结果显示SKS51钢动态再结晶在高的变形温度和低的变形速率情况下更易发生,回归法得出动态再结晶的变形激活能和应力指数分别为336.79 kJ/mol和4.26,并在此基础上建立了动态再结晶峰值应变(ε_p)、稳态应变(ε_s)及临界应变(ε_c)模型。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶

用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢(%:0.10C、0.075P、0.65Cr、0.22Ni、0.43Mo、0.28Cu)在应变速率0.01～1 s-1、温度850～1150℃时的动态再结晶行为,得出该钢奥氏体区的真应力-真应变曲线和动态再结晶图,分析了变形参数对峰值应力的影响和不同热变形时耐候钢的动态再结晶体积分数与真应变的关系,建立了该钢的奥氏体热变形方程、动态再结晶临界条件回归方程和奥氏体动态再结晶体积分数数学模型。结果表明,随变形温度升高,峰值应力下降;随变形速率增大,峰值应力升高;随Z参数增大即变形温度降低,应变速率增加,发生再结晶的临界应变εc和发生完全再结晶的应变εs均呈线性增加。     

SCM435钢热变形动态再结晶动力学模型参数的确定

通过分析冷镦钢SCM435在温度为950～1150℃、应变速率为0.1～1s-1范围内发生动态再结晶的热/力模拟试验数据,利用其应变硬化速率θ与流变应力σ的θ-σ曲线,准确确定了其发生动态再结晶的临界应变εc、峰值应变εp、临界应力σc和峰值应力σp,用应力-应变(σ-ε)曲线方法计算SCM435钢的动态再结晶Avrami动力学曲线和时间指数n.结果表明:SCM435钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值εc/εp=0.73,动态再结晶Avrami时间指数平均值n=1.91;在温度950～1150℃,应变速率0.1～1s-1范围内,应变速率是SCM435钢的动态再结晶动力学敏感因素,温度对其影响不大;动态再结晶率50%的时间t50与应变速率成反比.     

AH60C高强钢热变形下动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3800热模拟机进行单道次压缩试验,研究了AH60C高强钢在变形温度850℃、950℃、1050℃,应变速率0.1 s^-1、1s^-1、10s^-1条件下的动态再结晶行为。采用Zener-Hollomon参数的正弦函数计算出材料参数值α、n、A以及AH60C高强钢热变形激活能Q,并且利用加工硬化原理来计算动态再结晶临界条件。结果表明:随着变形温度的升高,流变应力降低,随着应变速率的增大,流变应力增大,并且变形温度越高,应变速率越低,动态再结晶越彻底;计算出的AH60C高强钢热变形激活能Q为293 305.163 J/mol;临界应变随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而增大,且在本次试验条件下,AH60C高强钢动态再结晶临界应变预测模型为ε_c=3.04×10⁽(-4))Z^{1.889 75}。     

45钢低温区热变形行为研究

 利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了不同变形条件对45钢低温区热变形行为的影响。试验结果表明：峰值应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;当应变速率[ε]≥0.01s-1、变形温度 [t]＜500 ℃时,发生动态回复;当应变速率[ε]≤1s-1、变形温度[t]≥500 ℃时,发生动态再结晶。在Sellars -Tegart方程的基础上,建立了45钢低温区加工硬化-动态回复、动态再结晶2阶段流变应力模型;根据试验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流变应力模型成功预测了动态回复、动态再结晶型应力-应变曲线。利用上述模型对45钢中厚板轧后低温工业热矫直的矫直力进行了预测,其结果与实测值吻合良好。     

Q345E钢奥氏体动态再结晶行为研究及数学模型的建立

利用Gleeble-3800热模拟试验机对低合金高强度结构钢Q345E在1150~800℃之间的奥氏体动态再结晶及动态相变行为进行研究。确定了试验钢Q345E奥氏体动态再结晶的临界应变条件;研究了变形温度、应变速率等变形条件对试验钢奥氏体动态再结晶的影响,通过高温热力学模拟试验得到了Q345E钢在不同变形条件下的流动应力曲线,得出了动态再结晶激活能为467.767kJ/mol,通过对实验数据的拟合回归分析,建立了动态再结晶热变形模型和峰值应力、峰值应变与Z因子的关系,为控制该钢的组织和性能提供了基本依据。     

高铁用EA4T车轴钢热变形行为及变形抗力模型的试验研究

试验用EA4T车轴钢(/%:0.26C、0.35Si、0.75Mn、0.011P、0.012S、1.04Cr、0.22Mo)由10 kg真空感应炉熔炼。用Gleeble-1500热模拟试验机对EA4T车轴钢进行高温单道次压缩试验以研究温度(950～1150℃)、应变量(0～0.8)和应变速率(0.1～20 s^-1)对该钢变形抗力的影响,并建立该钢热变形抗力的数学模型。结果表明,钢种在较高温度和较低应变速率下动态再结晶容易发生,峰值应力(σ_P)、峰值应变(ε_P)和稳态应力(σ_s)与参数lnZ成线性关系;实验钢的峰值与稳态激活能分别为320.22 kJ/mol和361.91 kJ/mol;变形抗力的预测模型与实验所得结果吻合良好。     

Recrystallization behavior of twin roll cast low carbon steel strip

The dynamic and static recrystallization behaviors of twin roll cast low carbon steel strip were investigated with an attempt to provide guiding deformation parameters for the on line hot rolling.In order to investigate dynamic recrystallization behavior,as cast strip was reheated and soaked with austenite grain size similar to the width level of the as cast columnar structure.Tensile test was used and the deformation temperature is in the range of 900℃to 1 100℃and strain rates are 0.01 s^-1,0.1 s^-1,1 s^-1.The activation energy and stress exponent were determined as 306kJ/mol and 4.69 respectively.The ratio of critical strain to the peak strain is 0.65,and that of critical stress to the peak stress is 0.92.The dependence of the peak strain on the initial grain size and Zener - Hollomon parameters Z isε_p =9.1×10^-4×D₀^0.48Z^0.13.The kinetics of the dynamic recrystallization and recrystallized grain size was predicted using models published.The as cast coarse austenite were dramatically refined after complete dynamic recrystallization.For static recrystallization,the tensile test was carried out on Gleeble -3500 thermo - mechanical simulator.The deformation temperature is in the range of 800℃to 1 200℃with strain rate 0.01 s^-1 to 1s^-1.The pre strain is fixed at 0.04 to 0.12 and the inter-hit delay time varies from 1 s to 3 000 s.The activation energy and Avrami exponent of static recrystallization were determined as 241 kJ/mol and 0.54 respectively.A kinetics model was proposed to describe the static recrystallization kinetics.The predicted results were in good agreement with the experimental results.     

Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢动态再结晶行为

借助Gleeble-3800热模拟实验机研究了真空感应炉熔炼,并锻成φ25 mm棒材的Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn非调质钢(/%:0.37C,0.60Si,1.45Mn,0.025Nb,0.078V,0.017Ti)在950~1150℃,形变速率0.1~10 s^-1,形变量60%的单道次压缩的奥氏体动态再结晶过程。结果表明,Nb-V-Ti微合金化0.37C-1.45Mn钢形变温度越高,形变速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。试验用钢因含有Nb而动态再结晶激活能较高,为Q_d=353.80 kJ/mol。     

N08800铁镍基合金热变形行为及组织演变

在Gleeble-3800热模拟机上采用等温压缩实验研究了N08800铁镍基合金(/% ：0.015C,20.8Cr, 31.2Ni,0.42Al,0.35Ti)的高温压缩变形行为。获得合金在温度为1150~1280℃、应变速率为1~20 S^-1条件下的真应力-真应变曲线。通过线性回归得到N08800合金的高温材料常数α为0.0092,n为4.34,热变形激活能Q为432780J/mol,建立了N08800合金的热变形峰值本构模型。结果表明,N08800合金在热压缩变形过程中,高温低应变速率下,动态再结晶容易发生,其合适的热加工参数为1200~1250℃、应变速率1~10 s^-1。生产实践表明,N08800合金1150℃初轧,粗轧道次压下率30%～35%,终轧1000℃时5~6mm热轧卷边部质量良好。     

套管TG22热轧钢带研究及产业化

为了适应深井及超深井应用需求,通过设计化学成分及优化轧制工艺,开发一种兼备强度和低温冲击韧性的油气井用TG22热轧钢带。结果表明:采用化学成分设计为Fe-0.24%C-0.20%Si-1.30%Mn-0.020%Nb时,加热炉目标出钢温度1170℃、中间坯厚度46mm、终轧温度830℃和卷取温度570℃时,热轧钢带力学性能为Rel 506～554 MPa、Rm 654～685 MPa、A₅₀29%～35%、Rel/Rm 0.75～0.82及KV₂（-10℃）45.5～63.6 J。     

硅钢50A1300的流变应力和临界动态再结晶行为

 用Gleeble1500D模拟试验机在变形温度为950~1200℃、应变速率为0.01~8s-1、最大变形程度为60%的条件下,对硅钢50A1300做单道次压缩试验,首先分析了不同参数对流变应力的影响,然后用回归法确定了应力模型中的变形激活能及材料常数,得到硅钢50A1300在峰值应力条件和稳态应力条件下的变形激活能分别为270.360和 91.557kJ/mol,同时得到了流变峰值应力模型,模型的相关系数为0.997。最后通过作lnθ -ε图的方法找到了硅钢50A1300发生动态再结晶的临界应变量,并回归得到峰值应变量、临界应变量与参数Z/C的关系式。