F35MnVN非调质钢动态再结晶模型

采用Gleeble-3800热模拟实验机,对F35MnVN非调质钢进行单道次压缩实验,获得不同变形条件下的流动应力-应变曲线。通过所获得的应力-应变曲线,间接计算出动态再结晶百分数离散的多个点,由Marquardt法确定模型系数,得出F35MnVN非调质钢动态再结晶百分数模型。通过金相实验,获得热模拟实验后试样的晶粒尺寸,通过线性回归得出晶粒尺寸模型,实验所得数据点线性相关性较好。该模型可用于材料热变形过程中的数值模拟,以改善热加工工艺参数。     

F35MnVN非调质钢静态再结晶模型的研究

在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行双道次压缩实验,获得不同变形条件下的应力应变曲线,根据Avrami方程建立静态再结晶动力学模型,计算出静态再结晶激活能为178.2 kJ·mol-1.在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行单道次压缩实验(与双道次条件相同),对试样进行金相实验,并建立静态再结晶晶粒尺寸模型.研究结果表明,实验结果与模型预测结果吻合较好,此模型可适用于F35MnVN非调质钢热变形过程中的数值模拟以获得较好的热加工工艺参数.     

非调质钢F40MnV高温流动应力模型研究

采用Gleeb1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢进行实验研究,根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程,分别对加工硬化-动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的F40MnV结构钢高温流动应力模型。根据实验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流动应力模型计算实验条件下的流动应力,计算结果与实验结果吻合较好。并将所建立的流动应力模型用于F40MnV非调质钢热塑性成形数值模拟分析。     

38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对38MnVS6非调质钢在温度为950～1200℃、应变速率为0.01～5 s-1进行热压缩试验,获得不同变形条件下的流动应力曲线。根据经典应力-位错关系和动态再结晶动力学方程分别对动态回复和动态再结晶两阶段建立流动应力模型,然后统一表示为完整的38MnVS6非调质钢高温奥氏体流动应力模型。根据实验结果计算模型中各参数。所建立的流动应力模型可以用于38MnVS6非调质钢热锻造过程的数值模拟。     

F45V非调质钢动态再结晶模型及数值模拟

采用Gleeble-1500热模拟实验机对F45V非调质钢进行热模拟实验,实验中变形温度控制在950～1200℃、应变速率在0.01～10s-1、应变量为0.8。通过数据采集获得真应力应变曲线,建立了动态再结晶分数模型、晶粒尺寸模型。应用Deform-3D有限元软件模拟F45V非调质钢热变形过程与动态再结晶行为,研究工艺参数与锻件变形程度对动态再结晶的影响。研究结果表明:大变形区域先发生动态再结晶,并且再结晶分数高于其他变形区域;提高变形温度、降低应变速率有利于动态再结晶的生成;模拟结果与实验结果吻合较好。     

48MnV非调质钢热成形流动应力模型

通过对48MnV非调质钢试样进行高温压缩试验,得到不同温度和应变速率下的流动应力曲线,分析了应力随应变的变化以及温度和应变速率对应力的影响规律,基于Zener-Hollomon参数建立了高温流动应力模型和动态再结晶体积分数模型。采用未参与模型建立的实验数据对所建立的流动应力模型和动态再结晶体积分数模型进行了验证。结果表明,所建模型与实验数据的符合程度较高,具有较好的可靠性。同时对微观组织进行了观察,随着应变速率的增加,同一温度下晶粒的尺寸逐渐变小。     

316LN钢高温流动应力与动态再结晶模型

利用Gleeble热模拟压缩实验,研究316LN奥氏体不锈钢在温度950℃~1250℃、应变速率0.001s-1~1.0s-1下的高温变形特征,并测得相应的流动应力曲线。对实验数据进行计算拟合,建立加工硬化-动态回复和动态再结晶"两阶段"高温流动应力模型、动态再结晶百分数及晶粒尺寸模型。将所建模型写入有限元软件进行数值模拟,其结果与实验吻合,说明该模型准确可靠,可用于316LN热变形过程的数值模拟。     

基于数学模型的高温环境下F35MnVN非调质钢本构关系研究

分别建立了动态分析模型和Arrhenius型模型,分析了高温环境下F35MnVN非调质钢的本构关系。结果表明,动态本构模型和Arrhenius型模型的关联系数分别为0.966和0.972,而相对平均误差分别为4.9%和3.9%。,表明Arrhenius型模型的预测精度较高。     

316LN钢高温流动应力与动态再结晶模型

利用Gleeble热模拟压缩实验,研究316LN奥氏体不锈钢在温度950℃¹250℃、应变速率0.001s-11250℃、应变速率0.001s-1¹.0s-1下的高温变形特征,并测得相应的流动应力曲线。对实验数据进行计算拟合,建立加工硬化-动态回复和动态再结晶"两阶段"高温流动应力模型、动态再结晶百分数及晶粒尺寸模型。将所建模型写入有限元软件进行数值模拟,其结果与实验吻合,说明该模型准确可靠,可用于316LN热变形过程的数值模拟。     

用Arrhenius方程预测F40MnV非调质钢高温流动应力

采用Gleeble 1500热模拟实验机对F40MnV非调质钢在温度为950 ～1250℃、应变速率为0.1～ 10 s-1范围内进行了等温、等应变速率热压缩实验.依据实验的流动应力曲线,将材料参数表示为应变的函数,采用双曲正弦形式的Arrhenius方程建立了该种钢的高温本构模型.统计计算了模型预测流动应力和实验值之间的相关系数和平均相对误差分别为0.993和5.56％.结果表明:在实验温度和应变速率范围内,双曲正弦形式Arrhenius方程中材料参数可以表示为应变的多项式函数,该方程能够较为准确预测材料高温流动应力随变形量增加而变化的大小和趋势,适用于该种钢热锻造过程的数值模拟.     

非调质钢弯臂、直臂的开发应用

介绍了非调质钢（30MnVS和35MnVN）与调质钢（40Cr）的材料力学性能试验结果。并依据3种材料的对比试验结果,内在质量检测结果选定30MnVS钢或35MnVN钢为汽车弯、直臂用材,以替代40Cr钢制造弯、直壁,并对使用效果进行了综合性分析。     

F40MnVS非调质钢大规格棒材热加工图的构建

采用Gleeble-2000D热模拟试验机对F40MnVS非调质钢进行了热模拟压缩试验,分析了该钢在850~1 050 ℃和0.01~10 s^-1条件下的热模拟压缩变形特征。同时,根据Prasad提出的动态材料模型(DMM)并结合有限元模拟,建立了适用于F40MnVS非调质钢φ156 mm规格棒材的热加工图。研究结果表明,在低应变速率(0.01~0.1 s^-1)下,材料呈现典型的动态再结晶特征;在高应变速率(1~10 s^-1)下,材料发生动态回复;由所建立的热加工图确定了F40MnVS非调质钢的最佳的热变形工艺,即变形温度900~950 ℃,应变速率0.03~0.1 s^-1。热加工图为F40MnVS非调质钢大规格棒材的加工性能分析和工艺优化提供了参考依据。     

改善F35MnVN非调质钢韧性的热处理工艺及其应用

介绍了锻造后中碳非调质钢F35MnVN试样和零件在不同的二次加热条件下晶粒度和沉淀相的变化规律及相应的力学性能。试验证明，非调质钢二次加热是改善其韧性和获得良好强韧性的重要途径。还简述了这种工艺技术在汽车零件上的应用。     

控轧控冷工艺对F40MnV非调质钢组织及性能的影响

研究了不同的控轧工艺参数对非调质钢组织结构的影响规律,并在非调质钢零件不同部位采用强化控冷技术进行锻后冷却,得到了优化的非调质钢控轧控冷技术。结果表明:非调质钢转向节零件局部强化控冷技术能显著提高零件局部的综合力学性能;在1273～1373 K下,随着应变量ε在0.22～1.61内增加,实验钢原奥氏体晶粒从26～12μm逐渐细化,在该条件下峰值应变约为0.3;在1173～1473 K范围内随着变形温度的降低,变形抗力增大,峰值应变也随之增大,材料原奥氏体晶粒尺寸在20～11μm内逐渐减小;在增大锻压比和局部风冷两种工艺配合下,F40MnV钢可获得较好的综合力学性能。     

热变形工艺对含硫非调质钢流变应力及组织的影响

在变形温度950~1150 ℃和应变速率0.01~5 s^-1下,通过Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,研究了热变形工艺对含硫非调质钢F45MnVS流变应力及组织的影响。结果表明:随着应变速率的增大,热压缩过程中的峰值应力增加,随着温度的升高,峰值应力降低;动态再结晶平均晶粒尺寸随着应变速率、变形量的增加而减小,随着温度的提高而增大。     

Nb、V微合金化9.8级高强韧非调质冷镦钢盘条的研发

针对高强韧9.8级非调质冷镦钢盘条用于生产变形量较大汽车紧固件产品及降低模具损耗的需求,在原MFT8非调质冷镦钢盘条化学成分设计的基础上,采用Nb、V复合微合金化,同时对C、Si、Mn等元素含量进行微调,并通过控制w(V)/w(N),保证盘条的强韧性;通过控制w(Al)/w(N),保证盘条冷加工塑性变形后的应变时效性能;再结合线材冷拔加工所产生的鲍辛格效应,保证最终产品的强度和塑韧性。采用低温轧制+控轧控冷工艺,充分发挥弥散细小碳氮化物的析出强化和沉淀强化作用,在提高盘条强度的同时塑韧性不降低,获得了具有优异冷加工性能的高强韧非调质冷镦钢盘条。热轧盘条无需经过球化退火+调质处理即可直接拉拔冷镦成形,可用于制作长杆法兰螺栓等变形量较大的9.8级高强紧固件。     

38MnVS非调质钢活塞锻后控制冷却工艺

对38MnVS非调质钢活塞进行锻后冷却处理并探讨了不同冷却工艺对非调质钢活塞的影响规律。首先,分析了不同冷却速率对非调质钢活塞的组织性能和力学性能的影响,可知,在冷却速率为50~90℃·min^-1下,非调质钢析出珠光体及铁素体时各方面的性能最优。然后,利用分选装置对非调质钢活塞锻件进行预选,挑选出达到合格锻造温度的活塞,并在4种不同的冷却工艺下进行冷却处理。冷却过程中,锻件首先进入冷却速率为50~90℃·min^-1的第1冷却装置,冷却至740~760℃;之后通过输送单元使活塞进入冷却速率为30~50℃·min^-1的第2冷却装置,冷却至290~310℃。工艺验证结果表明,这一冷却系统能够很好地满足使用方对活塞合格率的要求,得到的活塞锻件的性能稳定、品质优良。