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。     

316LN奥氏体不锈钢的高温流变行为与本构模型

利用Gleeble-3500热模拟试验机对锻造态316LN不锈钢进行了等温热压缩试验,研究了应变速率为0.001～1 s^-1、变形温度为1223～1523 K、压缩变形量为65%条件下材料的高温流变行为,建立了流变应力本构模型,并将其应用于Deform-3D软件平台,通过导入新材料数据,考虑界面摩擦等尺寸仿真了热模拟试验结果。结果表明:相同应变速率下,随着变形温度升高,316LN奥氏体不锈钢的压缩应力逐渐减小;相同变形温度下,随着应变速率增加,材料的压缩应力逐渐增大;且在真应力-真应变曲线中,随应变量增大,压应力在后期逐渐达到一个稳定值;考虑界面摩擦因数,并利用Arrhenius本构模型进行变形模拟仿真说明了本构方程和仿真模型的有效性和可靠性,可为316LN不锈钢材料的工程应用提供研究基础和理论依据。     

用于ITER的316LN不锈钢热变形行为

通过在Gleeble-1500热模拟试验机进行高温压缩试验,以实验得到316LN奥氏体不锈钢真应力-真应变曲线为基础,并结合高温变形显微组织,对其动态再结晶行为进行研究,从而得到热激活能Q、热变形方程以及动态再结晶的基本规律,初步建议在生产轧制过程中,将轧制温度控制在1050℃左右,应变速率小于0.01 s-1为宜,为该产品生产提供了重要依据。     

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。     

锻造工艺参数对316LN不锈钢动态再结晶的影响

用Simufact软件模拟了316LN不锈钢在变形温度1000~1200℃、应变速率0.01~0.05 s~(-1)和不同型砧条件下的镦粗过程。从晶粒大小分布分析了不同锻造工艺参数对316LN不锈钢动态再结晶的影响,通过热变形方程和晶粒度分布图验证了锻造工艺参数对动态再结晶峰值应力的影响。结果表明316LN不锈钢动态再结晶程度与应变量、变形温度和应变速率有关。     

CAP1400波动管温弯工艺优化设计

通过拉伸实验得到316LN钢材在变形温度700、750、800和850℃,应变速率0.1、0.01和0.001s-1下的真应力-真应变曲线.结合拉伸卸载实验和材料微观组织观察,得到了316LN钢材在不同变形参数下的裂纹萌生时刻,并用数值模拟确定了316LN钢材裂纹萌生的损伤阈值.建立了波动管002段温弯有限元模型以及反...     

316LN钢裂纹萌生的临界损伤值

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机,对316LN钢进行变形温度为950℃～1200℃,应变速率为0.005s-1、0.05s-1、0.5s-1和1s-1的高温拉伸实验,得到不同变形条件下的真应力-真应变曲线;根据曲线做拉伸卸载实验,利用光学显微镜(OM)观察空洞萌生,确定空洞萌生应变。采用Normalized Cockcroft&Latham准则,用DEFORM 2D模拟高温拉伸变形过程,通过实验与数值模拟结果对比,得到了在不同变形条件下裂纹萌生的临界损伤值。该临界损伤值受温度和应变速率的影响,随着温度的降低而增加,随应变速率的增加而增加。该值的确定,对316LN钢锻造裂纹的预测及锻造工艺的制定具有指导意义。     

应力三轴度对316LN钢临界损伤值的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机对316LN钢做温度1 050℃、应变速率0.5s-1的高温拉伸试验,试样尺寸Φ10mm×121.5mm,缺口半径分别为0.5mm、1mm、2mm和4mm,得到不同缺口半径试样的真应力-真应变曲线。通过数值模拟得到试样初始拉伸时的应力三轴度最大值及空洞形核时的临界损伤值,结果表明,缺口试样的临界损伤值随应力三轴度的增大而增大,即应力三轴度越大,裂纹越不容易萌生。通过对实验数据和模拟结果的回归分析,建立应力三轴度与空洞形核应变的定量关系模型。     

316LN钢ESR材料热变形行为及高温塑性本构方程

为了研究铸态316LN钢ESR材料的高温变形行为,建立铸态316LN钢ESR材料高温塑性本构方程,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对316LN钢进行等温压缩试验,研究了316LN钢ESR材料在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.001~1 s~(-1)、最大变形量为55%条件下热变形行为,并测得相应的流动应力-应变曲线。结果表明,在高变形温度、低应变速率的条件下,更有利于动态再结晶的发生。通过对试验数据进行多元线性拟合计算,得到了316LN钢的热变形激活能,建立了316LN钢ESR材料的高温塑性本构方程。     

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-11250℃、应变速率0.001s-1¹.0s-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。     

材料模型对1Cr18Ni9Ti管材拉伸有限元仿真的影响

为研究材料模型对有限元模拟1Cr18Ni9Ti管拉伸的影响,将管材单向拉伸试验获取的真实应力应变曲线分别拟合成线性硬化和指数硬化材料模型,并用于有限元模拟。经对比分析认为,采用真实应力应变模型的分析结果与实验结果吻合良好,并能正确显示出颈缩发生时刻和颈缩形状;采用指数硬化模型的有限元模拟结果接近真实应力应变模型,颈缩区应力应变分布略显分散;采用线性硬化模型的有限元模拟结果未能显示实际管拉伸后期的局部颈缩形状。     

11Cr17高碳马氏体不锈钢热变形行为研究

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对11Cr17高碳马氏体不锈钢在800~1100℃、应变速率为0.01~5 s-1、变形程度为0.5形变条件下的热压缩变形行为进行研究。试验得到了该种材料的真应力-真应变曲线,计算了该材料的应力指数n及变形激活能Q等热力学参数。通过拟合试验数据得到了能够较好描述该高碳马氏体不锈钢变形特点的双曲正弦形式热变形本构方程。     

316L不锈钢热加工硬化行为及机制

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的热加工硬化特点和机制进行了研究. 根据Ludwik幂函数模型对实验数据进行了非线性拟合, 并用 Crussard-Jaoul分析法计算了Ludwik幂函数模型的n值. 实验结果表明: 316L不锈钢在热变形过程中易发生加工硬化, 真应力-应变曲线上未出现应力峰值; 热变形过程中发生了部分动态再结晶, 这一不完全的软化机制无法抵消热加工硬化的作用, 另外在热变形过程中发生了孪生行为, 这是热加工硬化的主要机制之一.     

铁素体-奥氏体2209不锈钢仿真模拟与孔型修正

为了更好地分析与解决铁素体-奥氏体双相不锈钢在轧制加工过程中产生的缺陷，通过拟合铁素体-奥氏体双相不锈钢应力-应变曲线、准确确定双相不锈钢参数、有限元仿真是研究环节中的重要部分。使用Gleeble-3800热模拟机在变形温度为950～1 150℃,应变速率为0.01～10 s^-1条件下，对铁素体-奥氏体2209不锈钢进行热压缩实验，获得应力-应变曲线，建立Arrhenius本构方程。将建立好的本构方程和利用JMatPro得到的材料参数均导入到Deform-3D软件中进行仿真实验。对比有限元仿真结果与实际轧制实验结果，仿真的结果与实际轧制效果很切合，并发现在第3、4道次和第9道次中出现了未充满与充满状况。导致在轧制2209双相不锈钢时，出现了裂纹等缺陷。将第3、4道次和第9道次的孔型参数进行修正，再次进行仿真实验发现，轧制仿真结果明显得到了改善。     

增氮降镍对316不锈钢热变形行为的影响

在变形量为60%,应变速率为0.01~0.1 s-1,变形温度为950~1100℃的条件下,利用Gleeble-1500D热模拟机对不同成分316不锈钢进行了单道次压缩试验,通过分析真应力-真应变曲线、变形后组织、热变形激活能,得到增氮降镍对试验钢热变形行为的影响。结果表明,在热变形条件下,试验钢均发生了动态再结晶;增氮降镍后,提高了试样的变形抗力,其热变形激活能显著增加,由420.26 k J·mol-1分别提高到514.28和473.7 k J·mol-1,抑制了动态再结晶的发生。     

316L奥氏体不锈钢的高温流变行为

为建立能准确描述316L不锈钢流动特性的本构模型并合理制定其热成形工艺参数,采用圆柱试样在Gleeble-3500热模拟试验机上对316L奥氏体不锈钢进行等温压缩变形试验,研究316L不锈钢在变形温度为900℃~1 100℃、应变速率为0.01s-1~2s-1条件下的流变行为,建立其热变形本构方程。结果表明,变形温度和应变速率对流变应力有明显影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率的增加而升高。建立了材料常数α,n,lnA,及应变激活能Q与应变之间的非线性关系;316L不锈钢的热变形行为可用包含Arrhenius项考虑应变、应变速率及温度影响的本构方程描述。通过相关系数r、平均相对误差(AARE)对本构方程的准确性进行分析,结果表明,该方程可以准确预测316L不锈钢的高温流变行为。     

基于内变量的TA15板材室温拉伸力学性能预测模型

通过真空退火处理得到具有不同β相含量的TA15板材,并对其进行室温单轴拉伸试验,获得不同β相含量板材的真应力-应变曲线,并采用Bridgman公式对颈缩阶段应力进行了修正。结果表明:随着β相含量的增加,拉伸断裂应变明显增大。分别考虑α与β相室温变形行为,基于连续损伤力学建立了一套耦合位错密度和微观损伤的单轴拉伸本构模型。通过不同β相含量试样的应力-应变曲线,采用遗传算法确定本构方程常数。利用β相含量为18.63%和20.04%的试样的应力-应变曲线对所建模型进行验证,计算值与试验值吻合较好。     

Fe-2Cu-0.5C粉末烧结钢高温拉伸流动应力及预测

在变形温度为850～1000℃、应变速率为0. 1～10 s-1条件下,通过Gleeble-3500热模拟试验机,对Fe-2Cu-0. 5C粉末烧结钢进行了高温拉伸测试,并通过有限元模拟修正了测得的真应力-真应变曲线,分析了粉末烧结钢的高温拉伸变形行为,并建立了本构方程预测其高温拉伸流动应力。结果表明:有限元模拟能够有效地修正高温拉伸真应力-真应变曲线,最大限度地减小由样品温度梯度带来的误差。修正后的流动应力在变形初始阶段随应变的增加迅速增大;之后,随着应变的继续增加,流动应力增速减缓,达到峰值后趋于平稳直至试样断裂。建立了具有较高预测精度的Fe-2Cu-0. 5C粉末烧结钢高温拉伸流动应力本构方程。本构方程的流动应力预测值与修正值吻合较好,相关系数为0. 99801,平均绝对相对误差为0. 92%。     

铸态316LN钢平面压缩过程中的组织演变模拟

应用Deform-3D软件对铸态316LN奥氏体不锈钢平面压缩过程进行了数值模拟,研究了不同变形温度、不同压下量的铸态316LN组织演变规律。结果表明,当变形温度一定时,随着压下量的增加,动态再结晶体积分数增加,晶粒尺寸细化。当变形温度较低时,随着压下量增加,材料的晶粒变小,但仍以原始粗大晶粒为主。当变形温度升高时,再结晶程度增大,晶粒更容易得到细化。在1200℃时,较小的变形量下就可以获得细小的晶粒。     

基于热加工图的双相不锈钢热成形机制及工艺优化

采用Gleelbe-3500热力模拟试验机对2507双相不锈钢在900～1 150℃,以0.01～10 s^-1的应变速率进行了单向热压缩试验,以研究热变形参数对其热加工行为的影响。根据热压缩变形时的真应力-真应变曲线获得双相不锈钢基于动态材料模型理论的热加工图,并通过金相检验对热加工图进行验证。结果表明：2507双相不锈钢的真应力-真应变曲线有两个特征,即高温或应变速率较大时的动态回复和低温或应变速率较小时的动态再结晶。根据热变形方程计算得到该双相不锈钢的热变形激活能Q为473.01 kJ/mol,并构建了峰值应力本构方程。结合不同变形条件下的应力-应变曲线和显微组织,建立了2507双相不锈钢的热加工图,并确定了其最佳的热加工工艺区间为变形温度950～1 100℃,应变速率0.01～0.85 s^-1,该区域的功率耗散系数均大于0.3,发生了明显的奥氏体动态再结晶。