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。     

Custom 450高强度不锈钢的动态再结晶行为

摘要：为了探究Custom 450钢的动态再结晶行为,采用Gleeble 3800热模拟试验机,在变形温度为1050~1200℃和应变速率为0.01~10s-1的变形条件下开展了单道次等温压缩试验。研究结果显示,在变形温度为1050~1200℃和应变速率为1.0~10s-1的变形范围内,钢虽发生了完全的动态再结晶,但应力应变曲线未表现出明显的应力峰值;钢的动态再结晶的晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的降低逐渐增大,当应变速率为001s-1时,动态再结晶晶粒发生长大。采用双曲正弦函数构建了Cutom 450钢的热变形方程,并建立了钢的动态再结晶动力学、临界应变、峰值应变及动态再结晶晶粒尺寸与Zener Holloman参数的定量关系。     

SCM435钢热变形动态再结晶动力学模型参数的确定

通过分析冷镦钢SCM435在温度为950～1150℃、应变速率为0.1～1s-1范围内发生动态再结晶的热/力模拟试验数据,利用其应变硬化速率θ与流变应力σ的θ-σ曲线,准确确定了其发生动态再结晶的临界应变εc、峰值应变εp、临界应力σc和峰值应力σp,用应力-应变(σ-ε)曲线方法计算SCM435钢的动态再结晶Avrami动力学曲线和时间指数n.结果表明:SCM435钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值εc/εp=0.73,动态再结晶Avrami时间指数平均值n=1.91;在温度950～1150℃,应变速率0.1～1s-1范围内,应变速率是SCM435钢的动态再结晶动力学敏感因素,温度对其影响不大;动态再结晶率50%的时间t50与应变速率成反比.     

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。     

20CrNi2Mo钢高温变形的本构方程与动态再结晶行为

 在DIL805A/T热模拟机上对低碳合金钢20CrNi2Mo进行等温单向热压缩试验,研究了该钢在温度为900～1 050 ℃、应变速率为0.001～1 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控制提供理论指导。对应变补偿本构方程进行验证发现,考虑应变补偿后得到的应力值与试验值的线性相关系数[R＝0.992 1,]平均相对误差[AARE]为3.019 2%;采用对[θ-σ]曲线进行3次多项式拟和求解拐点的方法,建立了临界动态再结晶模型,并结合微观组织分析了不同变形条件下动态再结晶进行的难易程度。结果表明,20CrNi2Mo钢在试验条件范围内全部发生了动态再结晶,且变形温度越高,应变速率越小,动态再结晶进行得越充分,并建立了[Z]参数动态再结晶临界应力模型和临界应变模型。     

Fe16Mn0.6C TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为

 利用Thermecmastor-Z热模拟实验机,得到了Fe16Mn0.6C TWIP钢在变形温度850~1150℃,应变速率0.03~30s-1条件下热压缩变形的真应力应变曲线。进而研究了变形温度、应变速率对Fe16Mn0.6C流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,850~1150℃范围内Fe16Mn0.6C热变形的峰值应力随温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高;且在应变速率为0.03 s-1和30 s-1出现明显的应力峰值,材料发生了动态再结晶。最后采用线性回归方法计算出Fe16Mn0.6C的高温变形流变应力本构方程,得出热变形激活能为469kJ/mol;并通过应变硬化速率与流变应力曲线求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系。     

Ti-IF钢铁素体变形动态再结晶临界应变模型

用Thermecmaster-Z热模拟试验机试验得出成分为0.006 7%C-0.045 0%Ti的Ti-IF(无间隙原子)钢在变形温度750~900℃和变形速率0.1~40 s^-1时的应力-应变曲线,确定了Zener-Holloman参数Z与应变速率.ε和温度T(K)的关系式Z=.εexp(39 507/T),并建立了临界应变εc与原始晶粒尺寸d0和Z参数的临界应变方程ε_c=2.314 4×10^-3×d^{-0.8003 9}×Z^0.050。结果表明,在相同变形速率下,850℃变形时动态再结晶最易发生,当变形温度提高至900℃(两相区)时,即使在低变形速率(1 s^-1),也不发生动态再结晶。当变形速率大于1 s^-1时,Ti-IF钢热加工时不能出现动态再结晶。临界应变预测值与实测值比较,平均误差≤5%。     

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。     

核电用奥氏体不锈钢的动态再结晶行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对316LN奥氏体不锈钢进行单道次热压缩试验,分别设置变形温度为900~1200℃、应变速率为0.001~10 s-1、真应变为0.1~0.9及试样的初始晶粒度为122~297μm之间,以研究热变形条件及初始晶粒度对316LN钢动态再结晶行为的影响.对试验数据进行处理,得到临界应变与峰值应变以及临界应力与峰值应力的比值分别为0.38和0.89,建立了动态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变方程.对建立的动态再结晶模型进行修正,将修正后的模型嵌入DEFORM-3D有限元模拟软件中进行计算,发现修正模型的模拟值和试验值符合较好,证明修正模型的准确性.      

211Z-X新型高强韧铝合金热成形及动态再结晶行为研究

通过Gleeble-3800热模拟试验机对我国自主研发的211Z-X新型高强韧铝合金进行了热成形性能研究,探索了该新型铝合金热变形过程中的力学行为与组织演变之间的规律,并建立了该铝合金热成形的本构方程和动态再结晶过程的临界应变模型。在变形温度350~500℃和应变速率0.01~10.00 s~(-1)条件下进行等温压缩实验,由绘制的流变应力曲线可知,变形温度和应变速率对211Z-X高强韧铝合金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。在不同变形条件下的应变硬化速率与流变应力关系曲线中,存在亚晶与大角度晶界形成的特征拐点,根据热力学不可逆原理和单一参数法进行计算分析,获得了热变形过程中亚晶形成和动态再结晶形成的临界应力σ_c和临界应变ε_c值,动态再结晶的临界条件为ε≥ε_c(ε_0=2.22×10~(-5)Z~(0.14107)),临界应变ε_c随着温度补偿应变速率因子的增加而增加。对临界应变的组织进行观察发现,在拉长的晶粒层状结构间有细小的再结晶晶粒形成。