EH47船板钢热加工图的建立

 在Gleeble-3800热模拟试验机上,利用热压缩变形研究EH47号船板钢的热变形特性。设置最大真应变为0.7,变形温度分别为950、1 000、1 050、1 100、1 150 ℃,变形速率为0.1、0.5、1、5、10 s-1。利用试验所得数据通过一系列公式计算并绘制热加工图,结合不同压缩工艺得到的金相组织对比发现：变形温度为（1 000±10） ℃、应变速率为0.1 s－1区域耗散率因子[η]值达0.62以上,再结晶晶粒细小而均匀,为热加工最佳工艺参数;而变形温度为950～1 050 ℃、应变速率为0.5～2 s－1区域再结晶晶粒较少,晶粒尺寸参差不齐为加工失稳区,热加工时应避免选择该区域。根据热加工图中得出的最佳热加工工艺参数,计算得出现场最佳轧制参数：轧制温度为1 000 ℃,压下量为15～20 mm。     

1Cr17Ni1双相不锈钢的热变形行为及其热加工图

 运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了1Cr17Ni1马氏体-铁素体双相不锈钢在变形温度为950～1 150 ℃、应变速率为0.1～10 s－1条件下的热压缩变形行为。运用双曲正弦函数构建了本构方程,得到了表观激活能为391.586 kJ/mol,并基于动态材料模型绘制了1Cr17Ni1钢不同应变量下的热加工图。观察变形后的组织形貌得到较低温度下发生动态回复与动态再结晶,较高温度只发生动态回复,综合热加工图与变形后组织得到最佳热变形工艺：热加工温度范围为950～1 000 ℃、热加工变形速率范围为0.1～0.3和5～10 s－1。     

9Cr3W3Co叶片钢的热变形行为研究

利用Gleeble-3800热力模拟机，在温度950～1 150℃，应变速率0.1～10 s^-1，变形量为70.9%的条件下，对9Cr3W3Co合金进行了单道次热变形实验。为了更好地模拟现场过程，分别采用道次变形量由大到小以及道次变形量由小到大的方案，进行多道次变形过程模拟，应变速率为5.0 s^-1，总变形量为70.9%。研究了汽轮机叶片用9Cr3W3Co合金动态再结晶行为的变形特点，得到了合金的应力-应变曲线，并利用动态材料模型构建该合金在不同变形条件下的三维热加工图。结果表明，9Cr3W3Co合金的应力-应变曲线表现出应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而增大。为准确描述三者间的关系，建立了双曲正弦本构方程，最终得到其热激活能为655.051 kJ/mol，结合微观组织演变的结果分析，得出合金的最佳热加工区域应为：变形温度1 050～1 150℃，应变速率0.1～1 s^-1，并且在快锻变形过程中，先大变形后小变形的锻造工艺有利于获得均匀的晶粒尺寸。     

HGH3126镍基合金热变形行为及组织演变

通过热压缩实验研究了HGH3126镍基合金（/%:≤0.005C,17.20Cr,4.21W,16.25Mo,5.49Fe,0.46Mn,0.20V）在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1的热变形行为。基于Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数模型,建立了HGH3126合金高温热变形的流变应力本构方程。通过对高温热变形后的HGH3126合金显微组织进行观察,分析了变形温度和应变速率对HGH3126合金动态再结晶行为的影响。结果表明,变形温度越高,合金动态再结晶越容易形核;应变速率越小,合金动态再结晶过程进行得越充分。当应变速率0.1 s^-1,变形温度1100℃时,该合金基本发生完全动态再结晶。     

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。     

一种含铁Ni_3Al基合金的热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对一种含铁Ni3Al基合金进行了高温压缩试验,试验温度为1 050~1 150℃,应变速率为0.1~1.0s-1,工程应变量为50%。获得了不同变形条件下的真应力-真应变曲线,并分析了合金微观组织的变化。结果表明:合金的流变应力随着变形程度的增加先达到峰值应力,之后逐渐降低,趋于稳态流变。提高变形温度及减小应变速率能有效促进动态再结晶过程。在变形温度1 100℃以上,工程应变为50%时,能够获得完全再结晶的锻态组织。基体中的γ′相粒子对合金动态再结晶有抑制作用,β相的存在促进了相界处动态再结晶形核但抑制了完全动态再结晶晶粒的长大。高温下β相的软化效应和γ′相的回溶转变都有效提高了Ni3Al基合金热加工性能。     

超级奥氏体不锈钢的高温变形行为

 为了研究超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N钢的高温变形行为,采用Gleeble热模拟试验机进行了等温压缩试验,建立了合金的热加工图。结果表明,当变形温度为1 000～1 200 ℃时,Cr20Ni24Mo6N钢的流变曲线表现出典型的“加工硬化＋动态再结晶软化”特点;Cr20Ni24Mo6N钢的热激活能[Q]为678.656 kJ/mol。通过加工图与微观组织综合分析得出,超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N的合适热加工工艺为,应变速率10 s－1左右,应变量0.5～0.8,变形温度1 150～1 200 ℃。     

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。     

真空热压烧结CuW30复合材料的热压缩变形特性

采用真空热压烧结法制备了CuW30复合材料,在Gleeble-1500D热模拟机上对该材料进行等温热压缩模拟试验.研究了温度为650～950℃、应变速率为0.01～5 S-1、最大变形量为50％条件下的流变应力行为.结果表明:CuW30复合材料存在明显的动态再结晶特征.材料的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率条件下,合金的真应力水平随温度的升高而降低.热变形过程的流变应力可用双曲正弦本构关系来描述.在给定的变形条件下,计算的热变形激活能为231.150 kJ/mol.根据试验分析,合金的热加工宜在850～950℃范围内进行,应变速率为0.01～0.1 S-1.     

高温形变参数对4J32超因瓦合金组织演变的影响

使用热模拟压缩试验仪器,设置850～1 150℃不同应变温度和0.1～10 s^-1应变速率等热变形参数进行试验,通过金相显微镜、热模拟试验等设备对合金进行组织形貌表征,结合热模拟压缩试验应力应变曲线及合金组织形貌进行分析,系统性研究4J32超因瓦合金(Fe-32Ni-4Co)在850～1 150℃高温热变形行为及组织形貌演变过程。研究发现,4J32超因瓦合金在900℃以下热变形过程不发生动态再结晶,且合金中存在大量的变形晶粒组织。当热变形温度大于1 050℃时,合金开始发生动态再结晶,且应变速率越快其动态再结晶程度越高。研究结果表明,超因瓦合金最优的热变形温度>1 100℃,应变速率为10 s^-1。     

铸造TiAl基合金的热变形行为及加工图

通过高温压缩模拟试验结果建立TiAl基合金的热加工图,结合扫描电镜、透射电镜等试验手段,研究铸造TiAl基合金在温度为1 000~1 150℃、应变速率为0.001~1 s 1范围内的热变形行为。结果表明:铸造TiAl基合金是温度、应变速率敏感材料,其流变应力随温度升高和应变速率降低而降低。铸造TiAl基合金的高温变形机制以层片晶团的扭折、弯曲及动态再结晶过程为主。在高温(1 150℃),低应变速率(≤0.01 s 1)下变形后,铸态组织中β相含量明显减少直至消除。在变形温度1 150℃、应变速率0.001 s 1下变形时,铸造TiAl基合金未发生超塑性变形;此时由于动态再结晶晶粒异常长大导致加工图上该区域功率耗散值未达到最大,而是有减小的趋势。     

C70250合金热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机进行热压缩试验,研究了Cu-3．6Ni-1．0Si合金在变形温度为500～950℃、变形速率为0．01～10s。状态下的热塑性变形行为。根据应力．应变数据,构建了cu．3．6Ni-1．0Si合金热塑性变形过程中流变应力与变形温度、变形速率等加工参数之间的本构关系方程。经过参数拟合与优化,得到Cu-3．6Ni-1．0Si合金在650～950℃之间、热变形过程的应力．应变速率关系方程。试验结果及分析表明,Cu-3．6Ni-1．0Si合金加热保温及开轧温度应以950℃为上限,终轧温度以高于7000C为宜,不能低于650℃,热轧加工变形速率范围在0．1～10s-1之间。     

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。     

03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢的热变形行为及热加工图

关键词：双相不锈钢； 流变曲线； 本构方程； 热加工图     

H13钢高温压缩过程中温升对其变形行为及组织的影响

根据热锻工艺温度-时间特征,利用Gleeble-3800热模拟试验机对H13钢进行高温压缩试验,在变形温度为800~1 100℃,变形速率为0.1~10s-1条件下获得真应力-真应变曲线。试验结果表明:压缩过程中,外力做功会导致样品温度升高,温升幅度随变形速率的增加而增大,在较低温度下变形时温升更为显著,这部分温升有利于促进动态再结晶的软化过程。由此导致900℃以下变形的试样在更小应变下就可发生再结晶,其峰值应力不会随变形速率升高而增大,甚至略微降低,呈现出较好塑性。相同变形温度下,变形后的晶粒尺寸随温升幅度的增加而增大。     

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0.01 s-1时仍存在初始变形晶粒;在变形温度为900 ℃、应变速率为10 s-1下的晶粒畸变严重,且存在明显的由位错塞积形成的变形带,该变形条件下易导致裂纹的发生;在变形温度为1 150 ℃、应变速率为1和10 s-1下晶粒细化且均为等轴晶,这表明发生了完全再结晶。因此,针对4.35%铜不锈钢应考虑以变形温度为1 150 ℃、应变速率为1和10 s-1作为其热加工范围。     

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。     

Hot Deformation Behavior of As-cast AISI M2 High-speed Steel Containing Mischmetal

The hot deformation behavior of as-cast AISI M2high-speed steel containing mischmetal(RE)has been investigated on a Gleeble-3500simulator in the temperature range of 1 000-1 150℃and strain rate range of 0.01-10 s-1 at true strain of 1.0.The mechanical behavior has been characterized using stress-strain curve analysis,kinetic analysis,processing maps,etc.Metallographic investigation was performed to evaluate the mechanism of flow instability.The results show that the deformation activation energy decreases with increasing deformation temperature; the efficiency of power dissipation increases with decreasing strain rate and increasing temperature;flow instability is observed at low-to-medium temperature and higher strain rate region when the strain is smaller,but extends to lower strain rate and high temperature regions with the increment of strain,in which it is manifested as flow localization near the grain boundary.Hot deformation equations and processing maps are obtained.The optimal processing window is suggested and the deformation mechanism is dynamic recrystallization(DRX).