TP347不锈钢动态再结晶行为及组织演变分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机对TP347含铌奥氏体不锈钢进行单道次等温热压缩试验。热压缩温度为900～1150℃,应变速率为0.005～0.05 s-1。由流变应力曲线的回归分析得到TP347钢的动态再结晶激活能及有关的材料常数。通过金相检验揭示了TP347钢动态再结晶晶粒尺寸的变化。研究表明,TP347钢的动态再结晶晶粒尺寸随着应变速率的增大而减小;由于含铌,导致在相同变形条件下,与304不锈钢相比TP347钢的稳态应力更高,晶粒更加细小。这主要是由于TP347钢中高温析出碳化铌并对晶界及位错运动起钉扎作用所致。     

高氮无镍奥氏体不锈钢热变形行为的研究

利用Gleebe-1500型热模拟试验机研究一种"人体友好型"高氮无镍奥氏体不锈钢的热变形行为和动态再结晶规律,试验条件为变形温度900~1100℃、应变速率0.001~10s-1。结果表明,随变形温度升高,峰值应力和流变应力逐渐减小,动态再结晶速率增加;在变形温度不变的条件下,随变形速率的降低,峰值应力和流变应力降低;在变形速率为0.01、0.001s-1时,变形后期发生二次加工硬化;通过数值分析计算得出热变形激活能为280.09 k J/mol,并列出高氮无镍奥氏体不锈钢的热变形方程。     

节镍型高氮奥氏体不锈钢应变硬化行为

为研究冷变形及碳含量对节镍型高氮奥氏体不锈钢应变硬化的影响规律,选取2种碳含量和6种变形量的节镍型高氮奥氏体不锈钢进行拉伸实验,根据实验结果绘制工程应力-工程应变曲线,结合实验结果及微观组织分析,得出结论:高氮奥氏体不锈钢在冷轧过程中,随着变形量增加,屈服强度及抗拉强度均呈现大幅度上升,但伸长率逐渐降低。随着奥氏体晶粒拉长,微观组织中孪晶密度随着变形量的加大而增加,变形孪晶破坏,孪晶在滑移分割作用下呈现条带状。对比不同变形量的冷轧材料拉伸结果,屈强比随冷变形量的增加而增加。在小变形量(10%～20%)时,加工硬化值随着碳含量的增加而减小;当变形量较大时,随着应变量的增加,含碳量高的实验钢表现出更强的加工硬化。     

核电用316LN奥氏体不锈钢延性断裂阈值研究

在Gleeble-1500D模拟机上对核电用316LN奥氏体不锈钢的热拉伸行为进行了研究,获得了钢在变形温度900~1200℃、应变速率0.01~1 s-1条件下拉伸变形的真应力-真应变曲线。通过Deform-3D有限元软件模拟了热拉伸过程,利用迭代法对试样颈缩后对应的真应力-真应变曲线进行修正。对试样颈缩前塑性变形部分对应的真应力-真应变数据拟合处理,得到了不同变形条件下316LN奥氏体不锈钢的硬化指数。将修正后的真应力-真应变曲线和计算得到的硬化指数导入Deform-3D软件中模拟热拉伸过程,计算得到了316LN奥氏体不锈钢热变形时的断裂阈值。     

铌对共析轨钢动态再结晶的影响

利用热模拟试验机测出试验轨钢的真应力-真应变曲线。比较无铌轨钢和不同含铌量轨钢的动态再结晶行为和做出动态RTT曲线。试验结果表明:铌在共析轨钢中仍然强烈地抑制动态再结晶,热变形会促进NbC粒子的析出,这些析出相粒子对动态再结晶和奥氏体品粒均有明显的影响     

S32654超级奥氏体不锈钢压缩热变形中流动行为的本构模型

利用Gleeble-3008热模拟机研究了S32654超级奥氏体不锈钢在950~1 250℃、应变速率为0.001~10 s~(-1)条件下的热压缩变形行为,并建立该材料的热变形本构模型。结果表明:变形温度和应变速率对S32654超级奥氏体不锈钢的流变应力影响显著;流变应力随温度升高而减小,随应变速率增加而增大。温度高于1 150℃、应变速率小于0.1 s~(-1)时钢的应力曲线较平稳,在10 s~(-1)的高应变速率时流变曲线出现动态软化现象。S32654超级奥氏体不锈钢的热变形本构模型预测值与实验值吻合较好。     

316LN钢高温流动应力与动态再结晶模型

利用Gleeble热模拟压缩实验,研究316LN奥氏体不锈钢在温度950℃~1250℃、应变速率0.001s-1~1.0s-1下的高温变形特征,并测得相应的流动应力曲线。对实验数据进行计算拟合,建立加工硬化-动态回复和动态再结晶"两阶段"高温流动应力模型、动态再结晶百分数及晶粒尺寸模型。将所建模型写入有限元软件进行数值模拟,其结果与实验吻合,说明该模型准确可靠,可用于316LN热变形过程的数值模拟。     

C-Mn钢过冷奥氏体形变过程中的真应力-真应变曲线分析

分析了不同碳、锰含量的低碳(锰)钢过冷奥氏体在760℃，1s^-1时的单向压缩变形过程中真应力—真应变曲线的特征。结果表明，真应力—应变曲线呈双峰特征，第一个峰是孕育期内变形奥氏体的加工硬化和形变强化相变两个物理过程的结果，第二个峰是铁素体动态回复和(或)再结晶的结果。碳、锰含量提高时相变速度减缓，铁素体动态再结晶能力减弱，分别使得第一峰过后应力软化率减小，第二个峰变得宽阔平坦。     

新型无Ni高N奥氏体不锈钢的低温变形行为

利用冲击实验、拉伸实验、XRD和TEM对2种不同N含量的无Ni高N奥氏体不锈钢低温变形行为进行了研究.结果表明,高N奥氏体不锈钢在低温下发生明显的韧脆转变和加工硬化现象.在实验材料的Mn含量水平内,提高Mn含量能够改善高N奥氏体不锈钢的低温塑性和韧性,降低其韧脆转变温度.18Cr-12Mn-0.55N钢在低温拉伸变形时会发生形变诱导马氏体相变,但马氏体转变量很少,降低温度对马氏体转变量无明显影响.形变诱导马氏体能提高高N奥氏体不锈钢的加工硬化能力,但降低了钢的低温塑性和韧性.加工硬化能力和层错能随温度的降低而降低是Re-Cr-Mn高N奥氏体不锈钢在低温下发生脆断的主要原因.     

316LN不锈钢动态再结晶研究

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机在850～1250℃,应变速率0.01～10 s-1,变形程度0.91条件下对316LN奥氏体不锈钢进行热压缩变形试验。在真应力应变曲线上没有出现明显应力峰值,金相观察表明,316LN不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶。对实验数据进行拟合,得到316LN不锈钢的热激活能和热变形方程,并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数。     

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 利用Gleeble3500热力模拟试验机对中碳钢M和P+F组织的温加工流变应力在不同的变形参数条件下进行了对比研究。结果表明：存在临界温度和临界应变量,使M组织的流变应力等于和低于F+P组织;应变速率()为0.01 s-1时,650~700 ℃压缩,M和F+P的流变行为近于一致,M组织的加工软化作用都大于F+P组织,二者的σ - ε曲线存在交点,交点所对应的ε值为临界应变量。     

AZ91镁合金热挤压变形的力学模型研究

在应变速率为0.01～50s-1时、温度为300～450℃条件下,在热压机上对AZ91镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究,并通过金相显微镜观察合金热变形过程中的组织变化情况.研究发现,应力、应变曲线随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高.为了消除热电偶测温的滞后性对试样温升的影响,对实测流变应力值进行了修正.在相同应变速率、相同应变下,修正的应力要高于未修正的应力.     

冲击载荷作用下Mg-Li合金的力学性能及显微组织

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对真空熔炼制备的Mg-Li合金进行了静、动态试验研究,试件的加载应变率范围为1.7×10-3～1026s-1,得到了材料在不同应变率下的应力-应变曲线。并根据实验结果确立了Mg-Li合金在一维应力高应变率冲击状态下的本构关系。同时还分析了不同应变率冲击后Mg-Li合金的金相组织。结果表明,该Mg-Li合金在室温下的动态冲击性能对应变率不敏感。Mg-Li合金在一维应力高应变率冲击状态下的本构关系为σ=1.5ε,(σ0.12GPa),σ=0.12+2.7ε1.2(σ≥0.12GPa)。随着应变率的增加,晶粒尺寸先变小,再趋于不规则形状,而且晶界处分布的短条状化合物也逐渐集中。     

AZ80镁合金塑性变形行为及等温挤压过程仿真

在温度为400℃～450℃、应变速率为0.01s-1～50s-1变形条件下,研究了AZ80镁合金的塑性变形行为,讨论了变形温度及应变速率对该合金热变形行为的影响,分析了该合金管材等温挤压的有限元模拟。研究发现,AZ80镁合金晶粒大小随温度的升高而增大,随应变速率的升高而减小;在高温变形时,发生连续动态再结晶,再结晶组织相对较均匀;通过调整挤压速度2mm/s～1mm/s,使该合金挤压出口温度维持在400℃～430℃较小范围内波动,从而保证制品的组织性能和尺寸精度的稳定。     

AerMet100超高强度钢热变形行为

在热模拟机上对AerMet100超高强度钢进行了恒温和恒应变速率的热压缩实验,温度范围是900℃～1100℃,应变速率范围是0.01s-1～10s-1。实测了高温下应力-应变关系曲线,观察了变形后的显微组织,计算了材料的激活能,并建立了峰值应力与变形温度和应变速率的关系。结果表明,材料的流动应力随着变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;材料在不同变形条件下其软化机制分别受动态回复和动态再结晶控制;在实验条件范围内,AerMet100超高强度钢的再结晶温度在1000℃～1050℃之间,材料的热变形激活能为261.2kJ/mol。     

THE HOT DEFORMATION BEHAVIOR AND DYNAMIC RECRYSTALLIZATION MODEL OF 35CrMo STEEL

The isothermal single-stage compression of 35CrMo structural steel has been carried out by using Gleeble 1500 simulator at the temperature range of 950℃ to 1150℃ and strain rate range of 0.01s-1 to 10s-1. The effect of hot deformation parameters, such as strain rate, deformed temperature and initial grain size on the flow stress behavior was investigated. The activation energy of tested alloy was calculated, which is 378.16kJ/mol; The relationships between the peak stress (σp), the peak stain (εp), the critical strain (εc) and Z parameter were established. The micro structure evolution shows the pre-existing austenite grain boundaries constitute the principal nucleation sites for dynamic recrystallization (DRX), and the initial austenite grain size affects the grain size of DRX slightly. The kinetic mathematical model of DRX of 35CrMo is: XDRX=1-exp(-3.23-2.28) and Ddyn = 2.252× 10Z-0.22.     

基于Murty判据的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金α β相区热变形机制及工艺优化

根据Murty失稳判据,利用原始等轴组织的TC11钛合金在780～990℃和0.001～70s-1范围内的等温恒应变速率压缩实验数据,建立了该合金的加工图.依据加工图研究了TC11钛合金的变形机制和变形缺陷与变形热力参数之间的关系.结果表明,在780～990℃和0.001～0.01 s-1范围是超塑性变形区;在780～990℃和高于0.01 s-1范围,易出现β相裂纹和空洞、局部流动以及绝热剪切等流变失稳现象.根据加工图分析,结合微观组织观察结果,并考虑变形抗力的大小,确定出了较佳的变形热力参数范围为850～940℃和0.001～0.01 s-1,最佳的变形热力参数在900℃和0.001 s-1附近.     

TC11钛合金高温变形本构关系研究

在Thermecmastor-Z型热加工模拟试验机上,对TC11钛合金在990℃～1080℃、0.001s-1～70s-1范围内进行了高温压缩实验。通过真应力-真应变曲线,分析了流动应力随变形热力参数的变化规律,并在Arrhenius方程的基础上考虑了真应变对流动应力的影响,构建出TC11钛合金的本构关系。误差分析表明,该本构方程有较好的精度,可适合于工程应用。     

片状组织TA15钛合金动态球化行为

利用热模拟试验机对片状TA15钛合金进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变速率为10-3～1 s-1、真应变为0.22～0.92、变形温度为900 ℃和950 ℃时片状组织的动态球化行为.结果表明,真应变对动态球化有较大影响,真应变从0.22增加到0.92时,α相的球化率最大增幅为40%;900 ℃和950 ℃变形时α相的球化率差别不大;当应变速率为10-3～10-1 s-1时,降低应变速率能够显著提高片状α相的球化率,但当应变速率大于10-1 s-1后,球化率随应变速率的变化并不明显.TA15钛合金的真应力-真应变曲线均呈"应变软化"型,这种软化行为主要是由片状α相的动态球化和弯折引起的.     

Kinetics and critical conditions for initiation of dynamic recrystallization during hot compression deformation of AISI 321 austenitic stainless steel

Dynamic recrystallization behavior of AISI 321 austenitic stainless steel were studied using hot compression tests over the range of temperatures from 900 °C to 1200 °C and strain rates from 0.001 s^-1 to 1 s^-1. The critical strain and stress for initiation of dynamic recrystallization were determined by plotting strain hardening rate vs. stress curves and a constitutive equation describing the flow stress at strains lower than peak strain. Also, the strain at maximum flow softening was obtained and the effect of deformation conditions (Z parameter) on the critical strain and stress were analyzed. Finally, the volume fraction of dynamic recrystallization was calculated at different deformation conditions using these critical values. Results showed that the model used for predicting the kinetics of dynamic recrystallization has a great consistency with the data, in the form of θ-ε curves, directly acquired from experimental flow curves.