工业纯铝的动态再结晶行为

文章研究工业纯铝在等温压缩过程中流变应力特征和微观组织的演变。结果表明：在同一应变速率0．01／s下，变形温度为220℃和300℃时，真应力-真应变曲线呈稳态特征，材料只发生了动态回复，当T≥380℃时，发生了动态再结晶；任同一变形温度460℃，不同应变速率（1／s，0．1／s，0．01／s，0．001／s）下变形时发生了动态再结晶；动态再结晶机制是连续动态再结晶和几何动态再结晶，其真应力-真应变曲线呈单峰特征？     

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。     

基于Z参数金属热变形分段流变应力模型研究

考虑峰值应力后的稳态应力的软化机制,构建了包括动态回复和动态再结晶过程的基于Z参数的金属热成形分段流变应力数学模型,在Gleeble-3500热力模拟试验机上采用圆柱试样对金属材料进行了进行恒温和恒速热压缩变形试验,研究其在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律,确定其形变表观激活能Q和应变硬化指数n,得到了峰值应力,峰值应变,稳态应力与lnZ的线性关系以及动态回复参数和动态再结晶动力学的数学模型,分段流变应力模型的模拟结果与试验结果吻合较好.     

35K钢的动态再结晶模型研究

利用热模拟试验机通过单道次压缩变形试验研究了35K冷墩钢测定奥氏体区形变规律，确定了不同应变率和温度条件下的应力-应变曲线，研究了变形温度、变形速率对试验用钢再结晶行为的影响，建立了35K钢的动态再结晶模型。     

低碳钢低温区流变应力的预测

在Sellars-Tegart方程的基础上确立了低温区的ε，ε’与T的关系。针对SS400钢，建立了在低温区预测流变应力的数学模型。该模型由两个基本方程组成，它们确立了应力与应变，温度，应变速率的数学关系，成功地预测了动态回复型，动态再结晶型应力－应变曲线，以及应变诱导相变对该曲线的影响，利用上述模型对400MPa级超级钢结晶化工业轧制实验的轧制力进行了预测，其结果与实验值吻合良好。     

9Cr-2W耐热合金高温变形机制研究

对9Cr-2W耐热合金进行了热变形温度900～1300℃和应变速率0.005～5.000 s-1条件下热压缩模拟实验,分析该合金热变形应力应变曲线、热变形组织演变,并测试1150和1300℃下的热变形织构。结果表明,9Cr-2W耐热合金热变形软化方式主要与温度有关,在应变速率0.500 s-1时,900～1050℃出现明显加工硬化,为动态回复型;1100～1200℃动态再结晶新晶粒沿原晶界分布,为不连续动态再结晶型;1250～1300℃沿原晶界出现锯齿形,为几何动态再结晶型。同时,应变速率对热变形软化方式也有一定的影响,随着应变速率的提高,发生不连续动态再结晶温度范围变宽,细化晶粒效果明显。结合9Cr-2W耐热合金变形织构特征,1150℃热变形组织以动态回复为主,织构相对集中,晶粒择优取向强一些;而1300℃热变形组织基本为等轴晶粒,发生了完全动态再结晶,相对应织构漫散,择优取向相对弱一些。     

15钢在双相区控制轧制时的组织变化

研究了不同控制轧制工艺下１５钢的组织变化。发现，１５例轧制前先奥氏体化比直接轧制更能促进铁素体的动态回复过程，而且当形变量较大时，发生几何学动态再结晶，但形变诱发相变的现象不明显。     

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。     

铌微合金钢动态再结晶的规律

 用Gleeble 3800 热力模拟实验机研究了变形条件对铌微合金钢动态再结晶行为的影响。根据应变硬化率和应力的关系，确定了动态再结晶的临界应变，得出εC/εP、σC/σP以及形变激活能与铌含量的关系，并且回归出相应的数学模型，建立了铌微合金钢的热变形方程式。     

铌、钒对高强钢筋再结晶影响及轧制工艺设计

 为了研究和设计高强钢筋添加铌、钒后轧制过程中对奥氏体区再结晶行为的量化管控,采用Gleeble-3500热模拟机对铌、钒微合金化高强螺纹钢进行单轴热压缩试验,基于再结晶临界条件的热力学原理,通过对不同形变条件下应力-应变曲线分析,采用Avrami方程得到了不同变形条件下的再结晶动力学曲线,并根据再结晶动力学曲线,量化对比分析了铌、钒微合金化对高强螺纹钢再结晶开始、转变及终了过程的影响。结果表明,铌、钒微合金化螺纹钢的热压缩过程均呈现了明显的动态再结晶特征,由于微合金元素Nb/Nb+V的添加,阻碍了20MnSi钢的动态再结晶,变形温度的提高或应变速率的增加可促进再结晶。针对生产中利用动态再结晶而组织调控进行了工艺设计,精轧机组中成品机架前进行冷却和回复,确保830 ℃左右有利再结晶分数达到95%。     

High Temperature Deformation Behavior of 4340 Steel: Activation Energy Calculation and Modeling of Flow Response

The 4340 steel is extensively utilized in several industries including automotive and aerospace for manufacturing a large number of structural components. Due to the importance of thermo-mechanical processing in the production of steels, the dynamic recrystallization (DRX) characteristics of 4340 steel were investigated. Namely, hot compression tests on 4340 steel have been performed in a temperature range of 900–1200 °C and a strain rate range of 0. 01–1 s^?1 and the strain of up to 0. 9. The resulting flow stress curves show the occurrence of dynamic recrystallization. The flow stress values decrease with the increase of deformation temperature and the decrease of strain rate. The microstructure of 4340 steel after deformation has been studied and it is suggested that the evolution of DRX grain structures can be accompanied by considerable migration of grain boundaries. The constitutive equations were developed to model the hot deformation behavior. Finally based on the classical stress-dislocation relations and the kinematics of the dynamic recrystallization; the flow stress constitutive equations for the dynamic recovery period and dynamic recrystallization period were derived for 4340 steel, respectively. The validity of the model was demonstrated by demonstrating the experimental data with the numerical results with reasonable agreement.     

Effects of Temperature and Strain Rate on Flow Behavior and Microstructural Evolution of Super Duplex Stainless Steel under Hot Deformation

Hot compression tests were carried out in the temperature range of 1 223-1 473 Kand strain rate range of0.01-30s-1 to investigate the flow behavior and microstructural evolution of super duplex stainless steel 2507(SDSS2507).It is found that most of the flow curves exhibit a characteristic of dynamic recrystallization(DRX)and the flow stress increases with the decrease of temperature and the increase of strain rate.The apparent activation energy Qof SDSS2507 with varying true strain and strain rate is determined.As the strain increases,the value of Qdeclines in different ways with varying strain rate.The microstructural evolution characteristics and the strain partition between the two constituent phases are significantly affected by the Zener-Hollomon parameter(Z).At a lower lnZ,dynamic recovery(DRV)and continuous dynamic recrystallization(CDRX)of the ferrite dominate the softening mechanism during the compression.At this time,steady state deformation takes place at the last stage of deformation.In contrast,a higher lnZ will facilitate the plastic deformation of the austenite and then activate the discontinuous dynamic recrystallization(DDRX)of the austenite,which leads to a continuous decline of the flow stress even at the last deformation stage together with CDRX of the ferrite.     

C-Mn钢高温变形过程再结晶及位错密度的研究

利用Gleeble 15 0 0热力模拟机 ,通过双道次压缩试验 ,计算了C -Mn钢SS4 0 0的热变形激活能 ,建立了静态再结晶模型。模拟计算了因热力学行为的演变引起的静态、动态再结晶以及位错密度等物理冶金现象的变化。研究结果表明 :动态再结晶易在温度较高、应变速率较低的条件下发生 ;静态再结晶在前几道次发生的比较充分 ;粗轧阶段细化晶粒的效果比精轧阶段明显。     

40Cr10Si2Mo钢的热变形模型及动态再结晶行为

 为了优化马氏体耐热钢40Cr10Si2Mo的热轧生产工艺参数,建立线棒材轧制数字化设计及智能化系统数据库,在Gleeble-3500热模拟机上对马氏体耐热钢40Cr10Si2Mo进行单道次热压缩试验,研究了该钢在温度为900~1 100 ℃、应变速率为0.1~20 s-1条件下的应变补偿本构方程及动态再结晶行为,为探索塑性变形行为和组织优化提供理论依据。结果表明,应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增加而增加。温度和应变速率对热变形抗力(真应力)的影响主要取决于在塑性变形过程中,金属内部发生的加工硬化与动态回复、再结晶等软化机制交互作用的结果。建立了双曲正弦(Arrhenius)本构模型。对比发现所建立的本构模型预测值与试验值相关系数R2为0.983 97,平均相对误差(AARE)为4.531%。采用对σ-ε曲线进行4次多项式拟合并求导的方法,分析了40Cr10Si2Mo钢的软化过程以及不同温度和应变速率下动态再结晶的临界条件。阐述了动态再结晶的临界条件与lnZ(Zener-Hollomon参数)值的关系。发现40Cr10Si2Mo钢在lnZ值小于63时,动态再结晶的临界应变随lnZ值的增大而增大。在lnZ值大于63时,动态再结晶的临界应变随lnZ值的增大变化不明显。对比了40Cr10Si2Mo钢的微观组织,发现在1 100 ℃/0.1 s-1条件下晶粒发生了相互吞食合并,部分再结晶晶粒没有长大,最终导致混晶组织出现。然而增加应变速率有助于动态再结晶晶粒的细化。     

17Cr2Ni2Mo齿轮用钢热变形动态再结晶行为

 为了探索材料热塑性变形工艺理论，针对热轧态17Cr2Ni2Mo齿轮用钢进行热力模拟试验，研究材料在应变速率=0.01～10 s-1、热变形温度t=1 050～1 150 ℃条件下的动态再结晶行为。结果表明，在较高应变速率下，应力在峰值后，出现动态回复或持续性动态再结晶软化，在较低应变速率下，应力呈现波浪多峰值状，出现多次动态再结晶软化。通过加工硬化率随应变变化曲线(θ ε)，确定了动态再结晶临界特征应变量εc，结合峰值应变量εp统计得到εc/εp比值为0.629～0.854，并可知当应变速率一定时，εc随着温度升高而减小，当温度一定时，εc随应变速率的增大而增大。同时建立了流变应力本构方程，数据验证平均相对误差为1.705%。最后建立了动态再结晶动力学模型。     

Dynamic Recrystallization Behavior of GCr15SiMn Bearing Steel during Hot Deformation

The hot deformation behavior of GCr15SiMn steel was studied through high temperature compression tests on the Gleeble-1500 thermal-mechanical simulator. The initiation and evolution of dynamic recrystallization （DRX） were investigated with microstructural analysis and then the process variables were derived from flow curves. In the present deformation conditions, the curves of strain hardening exponent （n） and the true strain （e） at the deformation temperature of 1423 K and strain rates of 0.1, 1 and 10 s^-1 exhibit single peak and single valley. According to Zener-Hollomon and Ludwik equation, the experimental data have been regressed by using linear method. An expression of Z parameter and hot deformation equation of the tested steel were established. Moreover, the Q values of GCrlSSiMn and GCr15 steels were compared. In order to determine the recrystallization fraction under different con ditions, the volume fraction of DRX as a function of process variables, such as strain rate （ε）, temperature （T）, and strain （ε）, was established. Itwas found that the calculated results agreed with the mierostructure of the steel at any deformation conditions.     

高Nb微合金钢动态再结晶行为研究

通过Gleeble-2000热模拟试验机对高Nb微合金钢进行高温单道次压缩变形实验,研究了变形条件对试验钢动态再结晶的影响,得出了试验钢的动态再结晶激活能为365.975 kJ/mol,并建立了试验钢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,为预报和控制该钢的组织和性能提供了基本依据.     

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。