GH4169合金楔横轧微观组织演变及动态再结晶机制

采用金相显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了楔横轧制备的GH4169合金轧件的微观组织演变和动态再结晶机制;利用数值分析方法获得了楔横轧过程中等效应变、应变速率和温度的相互关系和变化规律,并探讨对楔横轧GH4169合金动态再结晶的影响。结果表明,楔横轧的变形特点是导致GH4169合金组织均匀和动态再结晶机制不同的主要原因,较大的断面收缩率有利于组织均匀化;轧件表面以非连续动态再结晶机制为主,而心部以连续动态再结晶机制为主。     

工艺参数对楔横轧GH4169合金轴类件力能参数的影响

利用DEFORM-3D有限元软件建立了其三维刚塑性有限元模型,通过仿真与实验相结合的方法,分析展宽角、成形角、断面收缩率对GH4169合金成形过程中力能参数的影响规律。结果表明在展宽段有:随着成形角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均减小,轴向力略增大,但增大幅度不明显;随着展宽角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均增大,轴向力减小;随着断面收缩率的增大,径向力、横向力和轧制力矩先增大后减小,轴向力增大。采用无量纲影响因子法,综合分析获得了工艺参数对力能参数影响的主次顺序。在此基础上,进行了1∶1楔横轧GH4169合金实验,得到轧制力矩与数值模拟结果相对误差在10%以内。研究结果为GH4169合金轴类件楔横轧成形合理选取工艺参数和轧机设计力能参数确定提供参考。     

两种连续局部塑性成形工艺对锻件微观组织的影响

通过模拟分析与实验分析结合的方法,验证连续局部塑性成形微观组织演变有限元模型的正确性,采用该模型对42CrMo钢坯料辊锻过程中的组织晶粒度进行预报,研究42CrMo钢辊锻过程的奥氏体晶粒尺寸演化规律;对楔横轧变形过程中组织晶粒度变化进行研究,并对两种连续局部塑性成形后锻件组织晶粒度进行对比。研究结果表明,辊锻变形坯料P1、P2、P3处奥氏体晶粒尺寸实验结果与有限元预报结果吻合良好,晶粒尺寸变化为动态再结晶细化;楔横轧变形过程中,动态再结晶和奥氏体晶粒长大作用同时发生;通过对两种连续局部塑性成形得到的锻件微观组织进行比较,楔横轧锻件整体平均晶粒尺寸更加细小、均匀。     

GH4169合金涡轮盘热模锻中晶粒尺寸演变的数值模拟与分析

针对GH4169合金涡轮盘热模锻中易出现粗晶、混晶等显微组织缺陷,通过热模拟压缩实验和热变形后热处理实验,研究分析了GH4169合金在热变形和后续热处理中的显微组织演变规律,并建立了晶粒尺寸演变模型。实验结果表明:GH4169合金在热变形中的主要显微组织演变机制为动态再结晶,热变形后热处理中的主要显微组织演变机制为晶粒长大和孪晶生成。将晶粒尺寸演变模型与有限元结合,对某GH4169合金涡轮盘热模锻中的晶粒尺寸演变进行了预测分析,预测结果与实际结果一致。     

非调质钢40MnV楔横轧热变形组织演变模型及数值模拟

针对非调质钢轴类件楔横轧工艺,以40 MnV钢为研究对象,进行非调质钢高温热变形组织演变规律实验研究.利用Gleeble 3500热模拟实验机,在900 ～1100℃、0.1～ 10 s-1变形条件下进行恒应变速率压缩实验,研究了40 MnV热变形中的力学行为及动态组织变化,并得出了相应奥氏体热变形组织演变晶粒尺寸、再结晶体积分数及晶粒长大数学模型.基于组织演变模型,采用有限元法对空心轴三辊楔横轧热力组织耦合过程进行的数值模拟.通过对比楔横轧成形实验数据结果与模拟计算值,二者吻合良好,验证了该模型可用于楔横轧实际生产过程的组织预报.     

楔横轧轧制螺纹轴应力状态研究

提供了楔横轧轧制螺旋轴类件模型,并通过DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制梯形齿形截面螺旋轴类件的成形过程,对轧件成形过程中两个重要变形阶段(成形段和精整段)的应力分布及变化规律进行详细分析.得到了轧制过程工件内部不会出现心部疏松等缺陷的结论,该应力变化规律为楔横轧轧制螺旋件的深入研究提供了理论依据.     

楔横轧铝合金轴类件的有限元模拟分析

为了研究铝合金轴类件楔横轧的变形机理,通过三维塑性有限元软件对它的成形过程进行了数值模拟,获得了楔横轧变形过程中的金属流动行为、应力分布、应变分布,以及轧制力与接触面积的变化曲线。结果表明,在成形过程中,轧件表面金属流动快,心部金属流动慢;应力先迅速增大到最大值后逐渐减小,以均匀的循环应力展宽轧件,结束时迅速降为零;随楔入深度的增加,应变迅速增大到最大值后,增加速率减缓;轧制力随轧件与模具接触面积的增大而增大,展宽时呈波浪状上下波动,轧制结束时降为零。结果能为探索铝合金轴类件楔横轧成形提供借鉴。     

多场耦合作用下GH4169合金微观组织演变行为

基于典型航空结构材料GH4169合金微观组织精准控制进而优化合金综合性能,本研究将多种能量场应用于GH4169合金,利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究微观组织演变规律及作用机理。结果表明,与常规温度场/应力场作用下相比,温度场/应力场/脉冲电流能量场耦合作用下,GH4169合金晶界析出大量颗粒状δ相,晶粒内γ″相尺寸增大。原因在于脉冲能量场的引入促进位错运动,进而增强原子的扩散能力,有利于析出相的析出与长大。     

GH4169高温合金热变形力学性能研究

通过热模拟实验对GH4169高温合金热态变形过程中的力学性能进行研究,分析了初始晶粒尺寸、应变速率、变形温度等对GH4169合金热变形时峰值应力的影响。结果表明,该合金的峰值应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的增大而减小。该合金的流动应力随初始晶粒尺寸的增大而增大,其原因是该合金在热变形过程中发生了动态再结晶。确定了基于初始晶粒尺寸的峰值应力与热变形参数之间的关系式,确定了GH4169合金的变形激活能。     

GH4169合金热变形微观组织演变模型

基于等效位错密度建立GH4169高温合金的本构方程及微观组织演变模型,通过遗传算法结合热模拟压缩实验结果对模型参数进行求解;对有限元模拟软件DEFORM-3D进行二次开发,模拟工件的镦粗成形,得到了工件平均晶粒尺寸和再结晶百分数的分布情况,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,二次开发的软件对微观组织演变的模拟结果与实验结果的平均误差在10%左右,验证了GH4169合金本构方程和微观组织演变模型的准确性,以及对软件二次开发的可行性。     

一种具有极高屈强比的高强钢的室温蠕变特性

利用MTS万能试验机研究了屈强比为99.7%的高强钢在不同加载应力条件下的室温蠕变行为,并对不同蠕变条件下的组织演变特征进行了分析。结果表明:在低于屈服强度的应力作用下,试验钢表现出明显的室温蠕变,且蠕变曲线呈现出以稳态阶段为主的双阶段室温蠕变特征。从蠕变曲线的拟合结果可知,曲线符合对数规律,并且蠕变速率随着蠕变时间的增加逐渐降低,其可相差两个数量级。在不同的室温蠕变条件下,该高强钢在室温蠕变过程中组织变化不明显,晶粒都以细小晶粒为主,多数为5 μm以下,且晶界都是以15°以下的小角晶界为主,而大角晶界多集中于50°~60°。     

MODELING OF CONTROLLED THERMO-MECHANICAL PROCESSING OF TUBES FOR ENHANCED MANUFACTURING AND PERFORMANCE

1.IntroductionApproximately15milliontonsofsteeltubeandpipeproductsareconsumedintheUnitedStatesannually.Mechanicaltubesarethefeedstocksusedinthemanufactureofrollingelementbearings,hydrauliccylinders,alldagreatvarietyofpowertransmissioncomponents.Steeltubesarealsoemployedinthedrillstringsforoilandnaturalgasexplorationandrecovery.Steelpipesareusedinthetransportofgas,oilandotherfluids.ControlledThermal--MechanicalProcessing(CTMP)involvesprecisecontroloftemperature,mechanicaldeformation,andmicr…     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

Grain Refinement,Microstructure and Mechanical Properties Homogeneity of Mg-Gd-Y-Nd-Zr Alloy During Multidirectional Forging

Multidirectional forging (MDF) of Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy was performed under decreasing temperature condition. The grain refinement, microstructure and mechanical properties homogeneity of Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy during MDF process were investigated. The results show that the grain refinement mechanism of Mg-Gd-Y-Nd-Zr alloy during MDF process was dynamic recrystallization. The dynamic precipitations were observed after MDF process, which were mainly located at the grain boundaries and had a significant influence on the grain refinement, and the amount of dynamic precipitations increased as the MDF passes increase. The microstructure of the billet was not homogeneous due to the deformation and temperature inhomogeneity during MDF process. Optimization MDF process has been proposed, which benefited the microstructure homogeneity and reduced the amount of the dynamic precipitations. Based on the optimization MDF process, the elongation to fracture significantly increased.     

Effects of processing parameters on liquation cracking of 6005A alloy weldments

The effects of the characteristic microstructure developed in extruded 6005A alloys on tensile properties, fatigue strength, and liquation cracking in the heat affected zone of weldments were investigated. An in-situ observation of the grain growth occurring in the sample was made with an optical microscope with a hot stage to determine the temperature of the excessive grain growth during extrusion. The extruded samples were heat treated under various conditions and welded using a gas metal are welding process. The results indicated that liquation occurred mainly at coarse grain boundaries and significantly influencing the mechanical properties of the joint.     

粗晶钨粉碳化过程中粒子间的烧结现象

采用Fsss粒度分别为9μm和21μm的两种钨粉在相同的工艺条件下进行高温碳化,利用扫描电子显微镜、金相显微镜等对样品进行了分析。结果表明,高温碳化过程中会发生粒子间的烧结,碳化温度越高,粒子间的烧结越厉害;钨粉粒度越细越容易烧结;粒度较小的钨粉高温碳化烧结后所得的WC晶粒尺寸虽然会明显增大,但是晶粒度的均匀性下降。     

AN INVESTIGATION OF FINE GRAINS IN THE PRODUCT OF ORIENTED-GRAIN SILICON STEEL SHEET WITH HIGH INDUCTION

本文采用金相蚀坑法对高磁感取向硅钢成品中细晶进行了研究,证明板坯加热温度过高,热轧板产生粗大的形变组织,促使初次再结晶{100}<011>-<001>组分增强,该区域晶粒也较粗大,高温退火后,成品中出现线晶。热轧板坯加热温度太低,热轧前的MnS和AlN不能完全固溶,成品中出现混晶。另外,指出提高钢中碳含量,增加热轧的压下率,采用二次冷轧法都可减少或消除成品中的线晶。     

固溶处理对GH4080A高温合金微观组织的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了不同固溶处理工艺对GH4080A高温合金微观组织的影响。结果表明,初始热轧棒材在轧制过程中动态再结晶不充分,残留有未再结晶的晶粒,晶粒内部有较多的小角度晶界。当固溶温度为1020 ℃时,主要以再结晶的形核为主,随着固溶温度的升高,再结晶形核基本结束,开始进入晶粒长大阶段。再结晶过程伴随着小角度取向差向大角度取向差的转变,且再结晶过程中发现了薄片状的{111}孪晶组织以及大量的Σ3晶界。     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

Microstructure evolution model based on deformation mechanism of titanium alloy in hot forming

The microstructure evolution in hot forming will affect the mechanical properties of the formed product. However, the microstructure is sensitive to the process variables in deformation process of metals and alloys. A microstructure evolution model of a titanium alloy in hot forming, which included dislocation density rate and primary a phase grain size, was presented according to the deformation mechanism and driving forces, in which the effect of the dislocation density rate on the grain growth was studied firstly. Applying the model to the high temperature deformation process of a TC6 alloy with deformation temperature of 1 133 - 1 223 K, strain rate of 0.01 -50 s^-1 and height reduction of 30%, 40% and 50%, the material constants in the present model were calculated by the genetic algorithm（GA） based objective optimization techniques. The calculated results of a TC6 alloy are in good agreement with the experimental ones.