齿轮钢SAE8620H高温变形行为及热加工图

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s^-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应力、应变速率和温度相关数据推导出SAE8620H高温变形激活能Q=280359.9 J·mol^-1.根据变形量40%和60%下应力构建该齿轮钢的热加工图,通过热加工图中耗散值及流变失稳区确定其热变形工艺参数范围.SAE8620H钢在在变形程度较小时宜选取低的应变速率进行成形,而在变形程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率.     

780MPa级重载汽车用大梁钢的工业试制

以低碳复合添加微合金元素铌和钛为成分设计思路,综合运用细晶强化、相变强化和析出强化三种强化机制,在国内某厂1750mm半连续热连轧机组进行了780MPa级大梁钢的工业试制.结果表明,终轧温度需控制在780～860℃,卷取温度需控制在450～550℃.大梁钢的显微组织为贝氏体和少量的细晶铁素体,并获得了大量弥散的尺度为1...     

冷却速度对 900 MPa 级冷轧马氏体钢组织性能的影响

以高氢冷却工艺连退生产线为基础,以 900 MPa 级冷轧马氏体超高强钢为研究对象,研究了连续冷却相变区转变规律和连退快速冷却工艺对钢的力学性能和显微组织的影响。结果表明,连续冷却相变区由先共析铁素体转变区、贝氏体转变区和马氏体转变区组成,随着冷却速度的增加,先共析铁素体含量逐渐下降,贝氏体和马氏体含量逐渐上升,当冷却速度大于 40 ℃/s 时,不再有先共析铁素体生成;当冷却速度大于 80 ℃/s 时,则完全进入马氏体转变区。随着连退快冷工艺中冷却速度的增加,钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比逐渐增加,断后伸长率逐渐下降。当冷却速度为 50 ℃/s 时,钢的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率就已经达到了 900 MPa 级冷轧马氏体超高强钢的力学性能要求。     

微合金化8630钢高温热压缩变形行为研究

在AISI8630钢基础上制备了一种微合金化8630钢。在变形温度为850～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1、压缩量为60%条件下,使用Gleeble-3500热模拟试验机进行单向热压缩试验。分析微合金化8630钢在不同条件下的应力应变曲线及组织变化,确立试验钢的热变形本构方程,并基于动态材料模型(DMM)模型建立热加工图。结果表明：在试验过程中,当材料变形程度一定时,流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小。通过修正拟合,材料热激活能为409.036 kJ/mol,预测理想变形条件温度为1 125～1 200℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1。     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究,分别在650～950℃温度区间内,以0. 01、0. 1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试,并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明:38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时,热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著,而当温度逐渐升高时,二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响,建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析,得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现,通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.     

700MPa微合金高强钢奥氏体高温变形行为研究

研究了一种700 MPa微合金高强钢。在热力模拟试验机上进行了试验钢的单道次压缩试验,通过其各种变形参数的研究,建立了试验钢的变形抗力数学模型和动态再结晶模型。试验结果显示:试验钢在变形温度为950℃,应变速率为0.1 s-1;变形温度为1 000℃,应变速率为0.1 s-1;变形温度为1 050℃,应变速率为0.1s-1或1 s-1;变形温度为1 100℃,应变速率为0.1 s-1、1 s-1或5 s-1这几种条件下会发生动态再结晶。     

900 MPa级薄规格调质高强钢生产技术研究

基于低锰及Cr-Mo-Ni-B成分体系设计,采取热连轧、横切、离线调质的工艺路线,实现了900 MPa级薄规格调质高强钢的稳定生产.通过光学显微镜、拉伸试验机和冲击试验机对试验钢在不同卷曲温度和热轧、淬火、调质后的组织及性能进行检测,结果显示:试验钢在550℃温度卷曲后调质处理获得的强度比680℃温度卷曲后调质处理获得...     

7085铝合金热变形行为特征

采用光学金相、热压缩实验和本构方程计算,研究了7085铝合金在不同热变形工艺下的热变形行为。实验结果表明,在热变形温度350～460℃和变形速率0.01～10 s^-1范围中,随着7085铝合金变形温度的提高和速率降低,合金的变形峰值应力随之降低,7085铝合金呈现出正应变速率敏感性;采用Arrhenius本构关系构建了7085铝合金热变形的本构模型,并建立了7085铝合金变形温度和速率范围内的热加工图,确定出7085铝合金热变形加工的合适工艺范围温度为420～460℃,应变速率0.01～0.3 s^-1。在此工艺条件下,合金变形稳定且易于金属流动。     

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。     

700 MPa级高强度低合金热轧铁素体钢带强化机制

700 MPa级高强度低合金热轧铁素体钢带作为一类新型的低成本结构材料,在泵车、起重机等工程机械行业得到广泛应用。为了明确这类钢种的强化机制,选取典型热轧带钢TS700MC作为试验材料,采用拉伸试验、夏比冲击试验测定其强度和韧性,用OM、SEM、TEM表征其微观组织。结果表明,TS700MC的屈服强度和抗拉强度为715和825 MPa,伸长率为18.5%,－40℃的夏比冲击值为104 J,且韧脆转变温度不大于－40℃。微观组织接近于全铁素体,晶粒平均尺寸约为3.4μm,且含有高密度的位错。大量纳米级的(Ti,Nb,Mo)(C,N)粒子沿位错和晶内析出。高强度是固溶强化(约16%),细晶强化(约38%),析出强化和位错强化(约46%)等多种强化机制综合作用的结果。     

500 MPa级高延性方管用钢的开发及加工硬化行为

 为了开发满足二次加工性能要求的500 MPa级高延性方管用钢,采用OM、SEM和TEM等对500 MPa级高延性方管用钢制管前后的组织与性能进行分析,研究了其强化机制与加工硬化机理。结果表明,两种试验钢的组织均由铁素体和少量珠光体组成,低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢铁素体晶粒与珠光体球团尺寸更加细小,第二相析出物尺寸稍大,位错密度相似。两种试验钢制管前力学性能相似,低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢屈强比较高;制管后低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢加工硬化程度显著,屈服强度、抗拉强度分别增加了45与26 MPa,伸长率降低6.0%,高C-高Mn-Nb微合金化试验钢屈服强度、抗拉强度分别增加了22与10 MPa,伸长率降低4.0%。固溶强化与细晶强化是两种试验钢最主要的强化机制,由晶粒细化引起的强度增量占总强度的52.9%~61.8%,由固溶强化引起的强度增量占总强度的17.2%~25.3%;析出强化与位错强化对强度的贡献较小。制管后低C-低Mn-Nb、Ti微合金化试验钢位错强化增加显著,达到了82 MPa,明显高于高C-高Mn-Nb微合金化试验钢位错强化的贡献(65 MPa);对于制管用途而言,高C-高Mn-Nb微合金化试验钢制管后综合力学性能更加优异。     

Ti-Al-Nb-W合金的高温变形行为

在Thermecmastor-Z动态热模拟试验机上对Ti-43Al-4Nb-1.4W合金进行高温压缩变形实验,实验温度范围为1 050~1 150℃,应变速率范围为0.001~1 s 1。根据该合金的真应力-真应变曲线,建立合金高温变形的本构方程和热加工图,并对不同变形区域的组织进行分析。结果表明:Ti-43Al-4Nb-1.4W合金高温压缩变形峰值应力与变形条件的关系可用双曲正弦函数来表示,其变形激活能为567.05 kJ/mol,高温变形的本构方程为:ε=3.37×1018.[sinh(0.0043σ)]3.27exp[567.05/(RT)];加工图显示该合金最佳加工区域的应变速率为0.001~0.01 s 1(η范围在40%~55%),在此加工区域内合金发生较明显的动态再结晶和β相的球化。     

含4.35%铜抗菌不锈钢的热变形行为

含铜奥氏体不锈钢具有优异的抗菌性能而广泛应用在食品加工、医疗等领域,然而铜的加入会显著影响不锈钢的加工性能。用Gleeble-3800热模拟试验机对含铜4.35%奥氏体抗菌不锈钢进行了单道次等温热压缩试验,研究了不锈钢在变形温度为900～1 150℃、应变速率为0.01～10 s^-1和变形量为50%下的高温变形行为,构建了反映其材料特性的本构方程,使用金相显微镜观察了热变形后的微观组织,分析了各变形工艺下的微观组织演化规律,为含铜不锈钢的加工成型工艺及组织优化提供了理论参考。结果表明,4.35%Cu-304L钢的流动应力对变形工艺是敏感的,应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用得到的应力应变曲线建立了一种基于Arrhenius的5阶多项式拟合的应变补偿本构模型,根据此模型计算了相关系数R和平均相对误差AARE分别为0.972和9.03%,这表明所构建模型可以准确地反映含铜不锈钢的流动行为。结合微观组织发现较高的温度和较快的应变速率有利于再结晶的发生,由于0.01 s^-1低应变速率提供的变形能低,在变形温度为1 100℃、应变速率为...     

500 MPa级V-N 微合金化热冲压桥壳用钢的开发

采用OM、SEM和TEM对500 MPa级V-N微合金化热冲压桥壳用钢的组织与性能进行了研究。结果表明,其屈服强度、抗拉强度分别达到了373和544 MPa,断后伸长率达到25.5%,低温冲击性能优异,在-60 ℃时的冲击功达到了145 J。其显微组织主要为铁素体和少量珠光体的混合组织,其中,铁素体基体上存在大量球形析出物,该析出物在规格上分为尺寸为30～50 nm且能谱分析显示主要为VCN的大颗粒第二相和尺寸在20 nm以下且能谱分析显示主要为VC的小颗粒第二相。热冲压后,500 MPa级V-N微合金化热冲压桥壳用钢的屈服强度和抗拉强度分别达到305和450 MPa,屈服强度和抗拉强度的下降率分别控制在18.2%和17.3%。     

460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究

通过Gleeble-1500D热模拟机来进行EQ47(460 MPa)钢的高温塑性研究,以1×10-3/s的变形速率,在600~1 350℃的温度区间内以每50℃取一间隔做一组高温塑性试验.结果表明:在907~1 270℃之间,断面收缩率均高于60%,钢的高温塑性良好,温度高于1 270℃时,断面收缩率急剧下降,第Ⅲ脆性区在667~907℃之间,在此温度区间内存在明显的塑性低谷,断面收缩率最低值为29.44%.     

钛强化对700MPa高强耐候钢性能的影响及改进

针对10和14mm厚规格700MPa级高强度耐候钢屈服强度和抗拉强度偏低的情况,利用金相显微镜和扫描电镜进行了组织观察,调查了炼钢和热轧工艺过程控制情况,研究了碳化钛的固溶和析出强化对力学性能的影响。结果表明,加热制度执行不够导致碳化钛未完全固溶,冷却温度控制偏高导致钛析出物粗化是造成性能不合的主要原因。通过成分优化及工艺制度调整,实现了碳化钛的充分固溶,提高了钛析出强化效果,解决了力学性能不合的问题。     

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。