0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢凝固特性研究

某厂试制的Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢电渣重熔锭在高温锻压过程中出现开裂。利用Gleeble3500热模拟试验机研究了Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的高温力学性能,得出第Ⅰ脆性区间为1 250℃到熔点,第Ⅲ脆性区间为650~800℃。利用扫描电镜(SEM)观察不同拉伸温度下断口的宏观形貌,光学显微镜观察断口附近的组织形貌,电子探针(EPMA)测定拉伸试样的偏析状态,电子背散射衍射(EBSD)试验分析研究试样中的相组成,以此来确定Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的断裂机制。研究表明,在第Ⅲ脆性区间,TWIP钢的断裂形式为沿晶和穿晶的混合断裂,其脆性断裂的主要原因为铁素体的析出和晶界偏析。动态再结晶对提高TWIP钢的高温塑性具有决定性的影响。在今后的生产中应优化电渣重熔和热加工的工艺参数以避免裂纹的产生。     

成分对高锰合金钢组织和变形特性的影响

27Mn-3Si-3Al和15Mn-2Si-3Al试验合金钢由真空感应炉冶炼成16.5 kg铸锭,1 200 ℃加热,锻成Φ25 mm棒材.27Mn-3Si-3Al合金钢在应变前后保持单相奥氏体组织,其应力-应变曲线平滑,没有屈服平台和明显的加工硬化峰,该钢经1 000 ℃ 2h固溶处理后,材料的抗拉强度为692 MPa,伸长率为59%.当钢中Mn含量降至15%,有较多马氏体(Martensite,α'-M)相出现.而且在应变时又使15Mn-2Si-3Al钢中大量奥氏体转变为α'-M相,造成应力-应变曲线产生明显的加工硬化峰,致使该钢的伸长率降低至35%.     

Fe5Mn3Al中锰汽车用钢热变形本构方程的研究

本文研究了Fe5Mn3Al中锰汽车用钢的热变形行为,在温度为950～1 150℃时,应变速率为0.1～20 s~(-1).用Gleeble3800热模拟试验机进行单道次热压缩试验,通过对试验获得的流变应力数据的回归分析,构建双曲正弦Arrhenius方程以描述中锰汽车钢Fe5Mn3Al的高温变形行为,其热变形激活能为503.931 kJ/mol.本构方程对Fe5Mn3Al试验钢流变应力进行预测,模型预测值与试验值有很好的一致性,精度较高,平均相对误差为3.25%.     

Fe-11Mn-10Al-0.9C低密度钢的变形抗力模型和热加工图

以一种具有潜力的汽车用低密度钢(Fe-11Mn-10Al-0. 9C)为研究材料,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单道次压缩实验.在真应力-应变曲线的基础上,分析了变形程度、变形温度和应变速率对Fe-11Mn-10Al-0. 9C低密度钢变形抗力的影响,建立了实验钢的变形抗力模型.预测值与实验值的平均相对误差仅为4. 12%,证实了本文建立的变形抗力模型具有较好的拟合特性和预测精度.基于动态材料模型,建立热加工图,结合热变形组织进行分析.结果表明:当变形温度为950～1 100℃、应变速率0. 01～1s-1时,再结晶过程充分发展,为Fe-11Mn-10Al-0. 9C低密度钢的最佳热加工工艺区间.     

40Cr钢热变形行为研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度900～1 200℃和应变速率0.01～10 s^-1范围内，对40Cr钢试样进行压缩实验。研究了40Cr钢真应力-应变曲线特征，建立了峰值应力、应变速率和变形温度间的本构方程，并确定了40Cr钢热变形激活能为310.625 kJ/mol。研究结果显示：40Cr钢热变形时的流变软化机制为动态回复和动态再结晶；随着变形温度增加和应变速率减小，流变应力减小；试样的变形温度越高，应变速率越低，显微组织中的动态再结晶越完全，并且动态再结晶晶粒越容易长大。     

一种非调质连杆用高碳微合金钢的热变形行为

用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下对一种非调质连杆用高碳微合金钢进行了热压缩变形试验,测得了其流变曲线,并观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.试验用钢在真应变为0.8,温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下,发生完全动态再结晶.测得试验用钢的热变形激活能为289.9 kJ/mol,并得出了其热变形方程,以及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系和动态再结晶状态图.     

C含量对Fe-30Mn-11Al-xC钢组织及热变形行为的影响

研究了C质量分数为0.6%～1.5%时Fe-30Mn-11Al-xC钢的微观组织，利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了850～1 150℃、0.1 s^-1条件下试验钢的热变形行为和再结晶规律。研究结果表明，C含量增加扩大奥氏体相区并促进κ-碳化物析出行为，试验钢组织逐渐由铁素体+奥氏体双相组织转变为奥氏体+κ碳化物；固溶强化和析出强化作用使试验钢硬度和热变形抗力随C含量增加而增加，且固溶强化效果要高于析出强化；试验钢中κ-碳化物和B2相析出抑制了奥氏体相的再结晶行为，使得高C含量下的再结晶程度更小。     

2Cr12NiMo1W1V超临界汽轮机叶片用耐热钢的热变形行为

 为了解决2Cr12NiMo1W1V耐热钢在锻造过程中晶粒粗大和组织不均匀的问题，利用Gleeble-3800热模拟试验机，在变形温度为1 000～1 200 ℃、应变速率为0.01～10 s－1、变形量为70%的条件下，研究和分析了2Cr12NiMo1W1V耐热钢的高温塑性变形和动态再结晶行为。结果表明，该耐热钢的真应力-应变曲线具有动态再结晶特征。再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加或应变速率的降低呈增加趋势，在变形温度为1 150～1 200 ℃，应变速率为0.01 s－1时，晶粒尺寸急剧增加。在真应力-应变曲线的基础上，建立了材料热变形本构方程，其热激活能为453.74 kJ/mol。根据峰值应力绘制了合金的热加工图并获得在各加工条件下的效率值，合金的最佳热加工区间为变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为0.1～1 s－1以及变形温度为1 060～1 125 ℃、应变速率为0.1～10 s－1。     

14Cr-ODS铁素体钢的热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究机械合金化法制备的14Cr-ODS铁素体钢在变形温度为1 050~1 200℃、应变速率为0.001~0.3 s 1条件下的高温变形行为,测定其真应力真应变曲线,分析流变应力随应变速率以及变形温度的变化关系。应用MATLAB软件计算最佳的应力水平参数,通过线性回归分析得出材料的变形激活能、材料常数和材料的双曲线本构方程,构造14Cr-ODS铁素体钢的热加工图。结果表明:14Cr-ODS铁素体钢的流变应力随温度升高而减小,随应变速率增加而增大;其变形激活能为501.11 kJ/mol,最佳应力水平参数为0.007,应力指数为4.08;加工失稳温度区域为1 050~1 100℃,应变速率区域为0.1~0.3 s 1;适合加工的条件是变形温度为1 150℃,应变速率为0.1 s 1。     

高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为

利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为1 040~1 120℃,应变速率为1~20s-1的条件下进行了高N马氏体不锈轴承钢的热压缩变形试验。结合真应力-真应变曲线和热变形组织研究了变形参数对高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为和碳氮化物演变规律的影响。结果表明:在该变形条件下,试验钢的真应力-真应变曲线为动态再结晶型。随着应变量的增大,碳化物的平均尺寸呈减小趋势,但数量有所增多。基于热变形方程计算得到的应变量为0.6时的热变形激活能Q为410.7kJ/mol。构建了包含应变量在内的流变应力方程,同时建立了高N马氏体不锈轴承钢的Zener-Hollomon参数本构方程。     

锻态奥氏体基低密度钢的低温高速冲击力学行为

 为了评价锻态奥氏体基低密度钢在低温环境下抵抗高速冲击能力的大小,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对尺寸为ø3.94 mm×2.88 mm的锻态奥氏体基低密度钢Fe-28.13Mn-10.04Al-1.05C(Mn28Al10)试样在-50 ℃下进行了工程应变速率约为4 300 s-1的低温高速冲击压缩试验,研究了该钢在上述试验条件下的低温高速冲击力学行为。试验结果表明,被冲试样在低温高速冲击过程中先后经历了约18 μs的压缩弹性变形、约110 μs的压缩塑性变形、约20 μs的拉伸塑性变形和断裂。被冲试样断裂前所吸收的塑性功约为1 558 J/cm3,绝热温升约为178 ℃。被冲试样的应力-应变曲线呈现出典型的应变强化特征,绝热温升的存在使得应力-应变曲线出现了波浪形起伏现象。低温高速冲击试样被冲断成以压缩塑性变形所致断裂和拉伸塑性变形所致断裂的3个断块,断口呈现出明显的压缩区和拉伸区,均属于以韧窝为特征的韧性断裂。压缩区和拉伸区附近的亚结构均为高密度可动位错,压缩变形区的位错密度比拉伸变形区低,而压缩变形区的高密度位错区的长度和宽度比拉伸变形区大。锻态Mn28Al10低密度钢在-50 ℃和工程应变率约4 300 s-1下的变形机制是位错滑移。     

Hot Deformation Behavior of GCr15 Steel

 Hot deformation behavior of GCr15 (ASTM 52100) steel was investigated using single-hit compression tests on Gleeble-1500 simulator at the temperature range of 850-1100 ℃ and strain rate range of 0. 1-10 s-1. The flow stress constitutive equation of GCr15 steel during hot deformation was determined by stress-strain curves analysis on the basis of the hyperbolic sine equation. And the models of dynamic recrystallization fraction and dynamic recrystallization grain size of GCr15 steel were established by the measured curves and microstructure observation in different experimental conditions. The mean activation energy and the time exponent of dynamic recrystallization kinetics equation in the range of experimental conditions were determined to be 356. 2 kJ/mol and 2. 12, respectively. Meanwhile, the flow stress model was also established by the method of allocating flow stress curve with three main stress values, the saturation stress, the steady state stress and the stress when strain is 0. 1. The flow stress curves predicted by the developed models under different deformation conditions are in good agreements with the measured ones.     

Hot Deformation Behavior of SA508GR.4N Steel for Nuclear Reactor Pressure Vessels

A hot compression experiment (1 073-1 473 K,strain rates of 0.001-10 s-1 )of SA508GR.4N low alloy steel was performed using a Gleeble-3800 thermal-mechanical simulator,and the hot deformation behavior of the steel was investigated by analyzing both the true stress-true strain curves and its microstructures.The thermal de-formation equation and hot deformation activation energy (Q)of SA508GR.4N steel were obtained by regression with a classic hyperbolic sine function.The hot processing map of SA508GR.4N steel was also established.An em-pirical equation for the stress peak was described for practical applications.The SA508GR.4N steel showed a critical Zener-Hollomon parameter (lnZc)for dynamic recrystallization (DRX)of 37.44,below which full DRX may occur. The sensitivity of the SA508GR.4N steel increased linearly with test temperature,such that higher temperatures led to enhanced workability.     

新型奥氏体耐热不锈钢C-HRA-5的热变形行为

为了获得C HRA 5钢轧制生产的最佳工艺参数,采用Gleeble 3800热力模拟试验机对C HRA 5钢进行了双道次热压缩实验。实验在变形温度范围为900~1100℃,应变速率范围为001~1s-1,道次间隙时间分别为1、5、15、30s的条件下获得C-HRA -5钢的真应力 应变曲线。采用0.2%补偿法计算得到了软化分数,且软化分数随变形温度的升高和应变速率的增大而增加。通过线性回归分析得到了MDRX的动力学方程。建立的C-HRA-5钢热加工图表明材料在1000~1100℃的范围内变形稳定。此外,道次间隙时间为5s时,C-HRA-5钢在较低温度下进行第2道次压缩的过程中不会出现失稳。     

Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金热压缩变形流变应力行为与微观组织演变的研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上对Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金进行了等温恒应变速率压缩试验,研究了在变形温度为950~1 100℃,应变速率为0.001~1 s-1,最大变形程度为50%的条件下合金的热压缩变形流变应力行为与微观组织演变。结果表明:Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的流变应力对变形温度和应变速率均较为敏感,其流变应力曲线具有应力峰值、流变软化和稳态流变的特征。在变形温度为950℃,应变速率为0.001~0.1 s-1的条件下,Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的热变形特性为片层组织球化,其热变形机制可用晶界分离球化模型进行解释说明;在变形温度为1 000~1 100℃,应变速率为1 s-1的条件下,材料只发生了动态回复现象;在变形温度为1 050~1 100℃,应变速率为0.001~0.1 s-1的条件下,材料发生了动态再结晶现象。     

热轧低碳钢高温变形行为与显微组织

采用 Gleeble-1500试验机对低碳钢进行热变形试验,获得了真应力-真应变曲线,进而研究了变形温度为900~1200℃,应变速率为0·1~10 s－1对材料热变形行为的影响。通过非线性回归获得了材料在不同变形条件下的材料常数,建立材料的热变形本构方程,进而分析了热变形低碳钢的微观组织演变及极限压缩率的变化规律。结果表明：基于热变形方程真应变为0·5时的热变形激活能Q为216·95 kJ/mol,利用该本构方程计算的峰值应力与试验得到的应力-应变曲线的峰值应力吻合较好;应变速率1 s－1,变形温度1100℃下的显微组织较其他温度相比都要细小、均匀,此时其极限压缩率最大可以达69％,可在此工艺条件下实现较大的塑性变形,且变形后具有较好的综合力学性能。