含铌钢中铌的应变诱导析出行为

借助热模拟试验机、物理化学相分析与透射电镜(TEM)等分析手段研究了含铌钢中铌的应变诱导析出行为，并探讨了应变诱导析出与总析出的关系。结果表明，其他条件不变时，析出相的含量随着变形温度的升高而减少，随着弛豫时间的延长而增加；此外，应变诱导析出并非总析出，若要准确计算和分析应变诱导析出，就必须从总析出中扣除温度变化引起的析出，由此得到的应变诱导析出规律才更为真实。     

高Ti-Q550钢中Nb、Ti第二相的析出行为

 采用Thermo-Calc软件、热模拟及扫描电镜研究高Ti-Q550钢中微合金的析出规律。采用Thermo-Calc软件计算不同温度下Nb、Ti的析出规律,钛含量对钢中Nb、Ti析出规律及A3的影响。采用热模拟和扫描电镜研究钢中铌相的析出温度。计算结果表明,钛相的析出温度为1498℃,铌相析出温度为1251℃;随着钢中钛含量的增加,(Nb,Ti)C相析出温度和A3温度升高,但铌在钢中的固溶量降低;当钛的质量分数小于0. 08%时,Ti(N,C)相析出温度随钛含量增加而升高,但当钛的质量分数大于0. 08%时,相析出温度基本不变,钛在钢中的固溶量随钛含量增加而增加。     

退火温度对S700MC强化效果的影响

采用退火试验,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等设备,研究了不同退火温度对S700MC强化效果的影响。结果表明,退火处理能够显著影响碳化物形貌及变形区补充析出的细小铌和钛复合相的尺寸及分布。随着退火温度升高,碳化物及变形区补充析出的铌和钛复合相细化,弥散度提高,试样厚度方向上各检测位置的维氏硬度增大,强化效果显著;当退火温度升高至570 ℃时,碳化物及变形区补充析出的铌和钛复合相粗化,强化效果下降;而当退火温度为510 ℃ 时强化效果最佳。     

退火温度对S700MC强化效果的影响

采用退火试验,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等设备,研究了不同退火温度对S700MC强化效果的影响。结果表明,退火处理能够显著影响碳化物形貌及变形区补充析出的细小铌和钛复合相的尺寸及分布。随着退火温度升高,碳化物及变形区补充析出的铌和钛复合相细化,弥散度提高,试样厚度方向上各检测位置的维氏硬度增大,强化效果显著;当退火温度升高至570 ℃时,碳化物及变形区补充析出的铌和钛复合相粗化,强化效果下降;而当退火温度为510 ℃ 时强化效果最佳。     

钛微合金化IF钢第二相粒子应变诱导析出行为

 在Gleeble-3500热模拟试验机上,利用应力松弛试验研究了钛微合金化IF钢奥氏体区第二相粒子析出行为。试验结果表明：因第二相粒子析出钉轧位错与晶界,应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验钢的析出-时间-温度曲线呈现出典型的“C”曲线形状,最快析出鼻子点温度约为900 ℃,在此温度下,第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为10 与160 s;随着等温弛豫时间的延长,第二相粒子析出数量逐渐增加,当弛豫时间超过析出结束时间后,析出物数量将不再增加而尺寸增加。试验用Ti-IF钢主要观察到TiN、Ti4C2S2、TiC 3种析出物,Ti4C2S2与TiC沉淀物的形状和尺寸相差不多,无法从形状和大小上来区分,易于沿奥氏体晶界或亚晶界析出,奥氏体亚晶的尺寸大约分布在0.1～0.4 μm。900 ℃应变诱导析出物数量较800 ℃多,该结果与试验钢PPT曲线析出鼻子点温度900 ℃是相符的。对于Ti-IF钢,其热轧工艺过程应有利于C,N化物的析出和聚集长大,最终形成粗大、稀疏的第二相粒子,因此宜采用“三低一高”快速大压下的热轧工艺制度,以提高Ti-IF钢的深冲性能。     

B95оч铝合金的热变形行为研究

采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温等温压缩变形试验,研究了B95оч铝合金在变形温度为330～450℃、应变速率为0.001～1.000 s-1条件下的热变形行为,并利用金相显微镜(OM)和透射电子显微电镜(TEM)分析了B95оч铝合金在不同变形条件下的组织特征。研究结果表明:变形温度和应变速率对B95оч铝合金的流变应力大小有着显著的影响,合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大。B95оч铝合金在450℃以下热变形过程中析出大量的第二相粒子,并随着温度的降低数量显著增加。B95оч铝合金热变形后平均亚晶尺寸随Zener-Hollomon参数的升高而减小,即随着变形温度的降低、应变速率的升高而减小。B95оч铝合金热变形的流变应力行为可以用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为124.09 kJ·mol-1。     

BT25钛合金高温变形行为

对BT25钛合金在温度为950~1 100 ℃,应变速率为0.001~10 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,分析了热力学参数对流变应力和微观组织的影响,并以Arrhenius方程为基础,构建了本构方程,最后进行了验证.结果表明:BT25合金在相同温度和应变速率下变形,变形量越大,动态再结晶越充分并细化了晶粒.相同变形量,变形温度越低,应变速率越高,动态再结晶晶粒尺寸越细小;流变应力随应变速率的增加而增加,随变形温度的升高而减小;BT25合金在α+β两相区（950~1 010 ℃）Q=763.51 kJ/mol,β相区（1 040~1 100 ℃）Q=231.36 kJ/mol.      

微合金钢连铸坯热送热装析出物的研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机模拟了热送热装和冷装工艺下微合金钢连铸坯动态析出物状况,试验结果表明:铸坯压力加工试验初始温度越高、析出物的尺寸越大;冷却速率越小,析出物的数量越多.钛的加入可以细化奥氏体晶粒,由于TiN的形成温度较高、Nb(CN)形成温度较低,TiN可以作为新的析出相的核心,有效的抑制了铌多而细小的弥散析出.     

溶质元素对X80管线钢碳氮化物析出行为的影响

为了明晰X80管线钢凝固过程中析出物粒子析出规律。采用Thermo-calc软件对X80管线钢凝固过程中奥氏体、铁素体相转变温度,析出物类型,析出物开始析出温度与析出相最大质量分数进行热力学分析。计算结果表明:X80管线钢凝固过程析出相主要包括MnS相、AlN相、铁素体相及奥氏体相、富钛相碳氮析出相、富铌相碳氮析出相与碳化钒析出相。富钛相碳氮析出相析出温度为1 390℃,质量分数为1.2×10~(-4),析出相随C元素和Nb元素的含量增加而受到抑制。N元素和Ti元素含量增加会促进富钛相碳氮析出相生成,V元素质量分数增量对富钛相碳氮化物无明显规律。富铌相碳氮析出相在1 110℃析出,质量分数为1.3×10~(-3),随C元素和Nb元素的含量增加,促进富铌相碳氮析出相析出。增加N元素与Ti元素含量抑制富铌相碳氮析出相析出,V元素对富铌相碳氮化物无明显影响规律。碳化钒析出相析出温度为596℃,析出相质量分数为4.59×10~(-5),增加C元素和V元素含量利于碳化钒相析出,Nb元素含量增加对碳化钒相起到一定抑制作用。     

TC25G钛合金热变形过程中的组织演变

利用Gleeble 3800型热模拟试验机对TC25G钛合金进行了恒应变速率热压缩变形实验,获得了变形温度为930~1 020℃、应变速率为0.001~50 s~(-1)、变形程度为60%条件下的组织演变特征。结果表明:应变速率对α相的含量和形状基本没有影响,而对β转变组织的影响较大,高应变速率下呈带状,低应变速率下呈等轴状;变形温度对于控制α相含量有显著影响,α相含量随变形温度升高而降低,960℃时,仅为8%,且较高的变形温度下,β晶粒尺寸也相对粗大。     

低碳锰钢中铌钛复合加入对沉淀及再结晶的影响

本文采用Gleeble热模拟机,透射电镜和能谱分析等手段研究了复合加入Nb,Ti的低碳锰钢中碳氮化物沉淀和奥氏体再结晶情况。对四种不同成分的钢在925～1075℃之间,以40％应变和10~(-4)～10~(-1)s~(-1)不同应变速率进行等温压缩试验,还分别在不同温度下以相同的应变速率和不同形变量压缩变形后经不同保温时间后水淬,测定钢中碳氮化物应变诱导析出的动力学数据。观察了经热变形试样中沉淀相的形状、尺寸、分布,成分变化及显微组织亚结构等。 研究结果表明:Nb,Ti复合加入,降低了碳氮的活度,增大了微合金元素的固溶度,使沉淀温度降低,析出范围变宽。增加Nb含量,使开始沉淀的时间推迟。奥氏体高温区沉淀的较大质点是以Ti为主的铌钛碳氮化物,较低温度沉淀的细小质点则以含Nb为主。 复合加入Nb,Ti,提高了奥氏体再结晶激活能,从而有效地抑制了再结晶的发生,其阻滞作用比单独加入时大。这种效应是由溶质原子的拖曳机制和其碳氮化物沉淀机制共同完成,但在高温奥氏体区,固溶阻滞机制起主要作用。     

连铸过程铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响

通过应变诱导析出模型分析了连铸过程铸坯应变对碳氮化铌析出的影响,结果表明:拉速的改变对碳氮化铌的最快析出时间具有一定的影响,在同样的应变及应变温度下,拉速越快碳氮化铌最快析出时间越短;在连铸过程的矫直段及弯曲段,由于铸坯应变及应变速率较小,在研究连铸过程碳氮化铌析出行为时铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响可以忽略.     

连铸过程中铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响

采用应变诱导析出模型分析了连铸过程中铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响。结果表明:拉速变化对碳氮化铌的最快析出时间有一定的影响,在同样的应变及应变温度下,拉速越快碳氮化铌最快析出时间越短;在连铸过程的矫直段及弯曲段,由于铸坯应变及应变速率较小,在研究连铸过程碳氮化铌析出行为时铸坯应变对碳氮化铌析出行为的影响可以忽略。     

TA15钛合金超塑性变形时的组织演变

研究了TA15钛合金超塑性变形后显微组织的演变及变形条件对超塑性变形行为的影响。结果表明:在变形温度为850~950℃、应变速率为1×10-4~1×10-3s-1超塑性拉伸时,TA15钛合金表现出良好的超塑性变形性能,且在900℃,5.5×10-4s-1变形条件下,延伸率最大为803.3%。在应变速率不变的条件下,随着变形温度的升高,α相晶粒尺寸增大,β相含量增加,晶粒仍保持细小、等轴状态。在变形温度一定时,随着应变速率的降低,α相晶粒尺寸增大,β相含量增加。同时变形程度对显微组织有显著影响,拉伸后不同部位的显微组织均有一定程度的粗化,变形程度越大,晶粒粗化的越明显,并伴有α相到β相的转变。变形过程中,加工硬化与变形软化相互竞争,表现为传统超塑变形的稳态流动特征。     

纯镍N6平面热压缩变形行为及加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机对纯镍N6在变形温度800~1100℃,应变速率5~40 s-1,应变量70%条件下进行了高温塑性变形压缩试验,分析纯镍N6高温高应变速率热变形行为,得到了材料在不同变形参数条件下的组织变化规律及流变应力变化曲线,利用动态材料模型绘制出了纯镍N6在不同应变条件下的热加工图.通过对组织及热加工图的分析研究,得出变形温度为1000~1100℃,应变速率为5~7 s-1或20~40 s-1以及变形温度为800~900℃,应变速率为5~10 s-1为纯镍N6材料高温高应变速率热变形的两个合理变形参数区间,在参数区间内N6组织均匀;而流变失稳区变形参数条件下得到的组织比较紊乱,晶粒大小不一.纯镍N6热变形后的晶粒尺寸随变形温度升高及应变速率减小而增大.      

纯钛TA1热变形行为及加工图

采用Gleeble-3800热模拟机对一种纯钛TA1进行了等温等应变速率热压缩试验,变形温度范围为650~850℃,应变速率范围为1~20 s~(-1),变形量为60%。研究结果表明:纯钛的流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率升高而升高;采用Arrhenius本构模型构建了纯钛的本构方程,该方程可为纯钛热加工的数值模拟提供模型参考;根据动态材料模型构建了纯钛的热加工图,并通过纯钛的显微组织对热加工图进行了验证,结果表明纯钛热加工图的预测与组织演变规律一致。研究结果为纯钛热加工工艺的制定和优化提供了理论依据。     

7085铝合金的高温压缩流变应力及软化行为

对均匀化炉冷态7085铝合金进行高温压缩实验,研究该合金在变形温度为350~450℃、变形速率为0.001~0.1 s 1和应变量为0~0.6条件下的流变应力及软化行为。结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而迅速增大,出现峰值后逐渐软化进入稳态流变;随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值流变应力降低。采用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系描述合金的流变行为。分析和建立了应变量与本构方程参数(激活能、应力指数和结构因子)的关系,研究发现本构方程参数随应变量的增加而减少。合金的流变行为差异与动态回复再结晶和第二相粒子相关。     

中碳铌微合金钢的应变诱导析出行为

通过应力松弛法验证了修正后的DS析出模型,得到了中碳铌微合金钢的应变诱导析出规律,结果表明:修改后的DS模型由于考虑了Si、Mn元素对碳氮化物应变诱导析出的影响,得到的PTT曲线与试验测得的曲线基本吻合,可用于Si、Mn含量较高的铌微合金钢应变诱导析出行为的预测;对于本试验用钢,PTT曲线具有典型的"C"型特征,鼻子温度在900℃左右,并且,随着应变速率的增大,PTT曲线左移,析出孕育期缩短。     

F45MnVS钢热变形本构方程

 为了建立可以满足计算精度的F45MnVS钢高温塑性变形本构关系模型,利用Gleeble-3500试验机完成了热模拟等温压缩试验,获得了变形温度为800~1 000 ℃、应变速率为0.01~10 s-1、变形量为0~70%时的金属流变行为。结果表明,应力随应变的变化具有明显动态再结晶特征,应力随变形温度的降低、应变速率的增加而增大;基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,建立了峰值应力本构模型;基于应力-位错关系和动态再结晶动力学,建立了加工硬化-动态回复和动态再结晶两个阶段的机理型本构模型,用于描述不同变形温度和应变速率时应力与应变之间的关系;采用所建模型完成了不同变形条件的应力应变预测,与试验结果的对比分析表明,相关系数为0.997,吻合度高。     

211Z.X耐热高强韧铝合金的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对一种新型的耐热高强度铝合金211Z.X进行等温压缩试验,研究其热变形行为,试验条件为温度350~500℃、应变速率0.01~10.00 s~(-1)。试验得出了该合金在热加工状态下的应力应变曲线,通过分析应变对材料常数的影响,获得了相应的变化规律,得到应变与材料常数之间的6次多项式的拟合关系,根据Arrhenius模型建立了应变补偿本构关系模型,并对该模型进行了验证。研究结果表明:变形温度和应变速率对合金的流变应力有显著的影响,在实验温度相同的条件下,流变应力随应变速率的增大而升高,应变速率相同时,随温度的增加而降低,说明合金具有正的应变速率敏感性;应变对材料常数具有很大的影响,变形激活能Q随应变的增加逐渐降低,合金的可加工性逐渐改善;通过计算得到的流变应力与试验值具有较高的吻合度,相关性R为0.9801,平均相对误差为6.132%。