20CrMnTiH钢唯象本构模型及动态再结晶行为

 采用Gleeble-3800热模拟试验机对20CrMnTiH钢进行了等温热压缩试验,研究了该钢在变形温度为850～1 150 ℃、应变速率为0.01～10 s－1条件下的高温热变形行为,运用数学回归方法和热力学不可逆原理,建立了20CrMnTiH钢应变补偿的唯象本构方程和动态再结晶模型,并对该应变补偿的唯象本构模型进行了有效验证。在真应力-真应变曲线中,变形温度和应变速率对20CrMnTiH钢的流变应力影响显著,表现出正的应变速率敏感性和负的温度敏感性;由本构模型计算得到的流变应力值与试验值两者之间有很好的相关性[(R＝0.976 64),]平均相对误差为5.544 2%;在应变硬化速率与流变应力关系曲线中,利用单一参数法和求解拐点法获得了不同变形条件下动态再结晶的临界应力[σc]和临界应变[εc]值,建立了临界应力、临界应变和Zener-Hollomon参数的数学模型[ε≥εc＝][0.007 9 lnZ－0.153 23,]且临界应变[εc]随着温度补偿应变速率因子[Z]的增加而增加。     

2.25Cr1Mo钢动态再结晶物理冶金模型的研究

采用Gleeble-1500D对2.25Cr1Mo钢在温度950~1200℃,应变速率为0.01~10s-1,变形量为60%下进行热压缩试验,探究不同变形温度、不同应变速率对2.25Cr1Mo钢动态再结晶行为的影响,并建立动态再结晶临界应变及动态再结晶分数模型。结果表明,2.25Cr1Mo钢在高温大应变速率下更容易发生动态再结晶,得到了2.25Cr1Mo钢在发生动态再结晶时的变形激活能、临界变形量以及动态再结晶分数模型,构建了2.25Cr1Mo钢本构方程,并建立了满足有限元软件数据接口的动态再结晶物理冶金模型,为大锻件锻造成型微观模拟提供基础条件。     

2Cr11Mo1VNbN钢再结晶动力学方程及本构方程的建立

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为1 000~1 200℃、应变速率为0.01~1 s-1和变形量为70%的条件下研究了2Cr11Mo1VNbN钢的热变形行为,建立了动态再结晶型本构模型以及动态再结晶体积分数模型。结果表明:2Cr11Mo1VNbN钢在高温小应变速率的变形条件下易发生动态再结晶,计算得出2Cr11Mo1VNbN钢发生动态再结晶时的临界应变以及变形激活能并得到了动态再结晶体积分数模型,最终构建出的动态再结晶型本构方程能良好地描述2Cr11Mo1VNbN钢的高温流变行为。     

2Cr11Mo1VNbN钢再结晶动力学方程及本构方程的建立

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为1 000～1 200℃、应变速率为0.01～1 s~(-1)和变形量为70%的条件下研究了2Cr11Mo1VNbN钢的热变形行为,建立了动态再结晶型本构模型以及动态再结晶体积分数模型。结果表明:2Cr11Mo1VNbN钢在高温小应变速率的变形条件下易发生动态再结晶,计算得出2Cr11Mo1VNbN钢发生动态再结晶时的临界应变以及变形激活能并得到了动态再结晶体积分数模型,最终构建出的动态再结晶型本构方程能良好地描述2Cr11Mo1VNbN钢的高温流变行为。     

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。     

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。     

55SiMnMo贝氏体钢高温流变应力本构方程

 采用Gleeble-3500热模拟试验机对55SiMnMo贝氏体钢进行了热压缩试验,得到了其在变形温度为950~1150℃和应变速率为0.01~10s-1条件下的高温流变应力行为。试验结果表明,峰值应力随变形温度的降低和应变率的提高而增大;当应变速率为0.01和0.1s-1,变形温度t ≥1000℃时,发生动态再结晶。基于试验结果,充分考虑了热变形工艺参数（应变、应变速率和变形温度）对流变应力的影响,建立了一种考虑应变速率补偿的高温流变应力本构方程。通过对该本构方程预测得到的流变应力值和试验值对比,验证了模型的准确性。     

超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢热变形行为及本构关系

 利用Gleeble-3800热模拟试验机对超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验,研究其在900～1 200 ℃、0.1～50 s-1条件下的热变形行为,并讨论了不同变形条件下的微观组织演变规律;基于Sellars双曲正弦模型构建了超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温流变应力本构方程。研究结果表明,变形温度越高、应变速率越低,则流变应力越小,峰值应变也越小,微观组织由动态回复型向动态再结晶型转变,并且晶粒逐渐长大、粗化。在高温区变形,随着应变速率的升高,动态再结晶晶粒明显细化。所建立的本构方程具有较高的精确度,能反映超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温变形力学行为,可为热加工数值模拟研究提供参考。     

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。     

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。     

2.25Cr1Mo钢动态再结晶物理冶金模型的研究

??The hot compression tests of 2. 25Cr1Mo steel at 950-1200??, 0. 01-10s-1, and deformation of 60% were carried out on a Gleeble- 1500D simulator. The effects of deformation temperature and strain rate on the dynamic recrystallization of 2. 25Cr1Mo steel were investigated. The models for dynamic recrystallization critical strains and dynamic recrystallization fraction were established. The results show that 2. 25Cr1Mo steel is more likely to undergo dynamic recrystallization at high temperature and high strain rate. The deformation activation energy and critical strains in dynamic recrystallization as well as dynamic recrystallization fraction model of 2. 25Cr1Mo steel were obtained. The constitutive equation of 2. 25Cr1Mo steel was constructed and the dynamic recrystallization physical metallurgical model of finite element software data interface was established. The model provides the basic conditions for the forging microscopic simulation of large forgings.     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶

用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢(%:0.10C、0.075P、0.65Cr、0.22Ni、0.43Mo、0.28Cu)在应变速率0.01～1 s-1、温度850～1150℃时的动态再结晶行为,得出该钢奥氏体区的真应力-真应变曲线和动态再结晶图,分析了变形参数对峰值应力的影响和不同热变形时耐候钢的动态再结晶体积分数与真应变的关系,建立了该钢的奥氏体热变形方程、动态再结晶临界条件回归方程和奥氏体动态再结晶体积分数数学模型。结果表明,随变形温度升高,峰值应力下降;随变形速率增大,峰值应力升高;随Z参数增大即变形温度降低,应变速率增加,发生再结晶的临界应变εc和发生完全再结晶的应变εs均呈线性增加。     

Study on dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process

The dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process was studied by means of Gleeble-3500 thermal simulation testing machine in the temperature range of 950-1150℃ with the strain rate of 0.1-10s-1 and the strain of 65%. And the effect of initial austenite grain size on the dynamic recrystallization behavior of TRIP steel was explored. The results show that the finer initial austenite grain size, the higher deformation temperature and the lower strain rate, the more positive austenite dynamic recrystallization of TRIP steel. Moreover, it is found that when the coarse grained samples (initial austenite grain size is 767.54μm) deform in the range of 1050℃ to 1150℃, the austenite dynamic recrystallization will take place, and the dynamic recrystallization activation energy of TRIP steel is deduced as 361539.17J/mol. The Zener-Hollomon parameter equation as a function of strain rate and temperature is determined. And the model of critical strain for dynamic recrystallization, the flow stress model of austenite at high temperature and the grain size model for dynamic recrystallization are also established. The calculation results are coincided well with the experimental results.     

Study of High Temperature Deformation and Recrystallization in W9Mo3Cr4V Steel

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｒｅｃｒｙｓｔａｌ－ｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｃａｒｂｏｎａｎｄｌｏｗａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｓ［１—７］,ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｓ［８,９］ａｎｄｓｏｍｅｏｔｈｅｒａｌ－ｌｏｙｓ［９,１０］ｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｍｍｏｎｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｃｒｙｓｔａｌ－ｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆＷ９Ｍｏ３Ｃｒ４Ｖｓｔｅｅｌｉｓｉｎｖｅｓｔｉ－ｇａｔ…     

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。     

CSP热轧TRIP钢动态再结晶行为研究

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为950~1150℃、应变速率为0.1~10s-1和变形量为65%的条件下研究了CSP热轧TRIP钢的动态再结晶行为,探讨了初始奥氏体晶粒尺寸对TRIP钢动态再结晶行为的影响。研究结果表明,初始奥氏体晶粒尺寸越小,变形温度越高,应变速率越慢时,TRIP钢中奥氏体越易发生动态再结晶。其中,粗晶试样（初始奥氏体晶粒尺寸为767.54μm）在1050~1150℃内变形时,将发生动态再结晶。其热变形激活能为361539.17J/mol,确定了Zener-Holloman参数与应变速率和温度的关系式,建立了动态再结晶临界应变模型、高温奥氏体流动应力模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,理论模拟结果与试验结果吻合较好。