Fe-28Mn-10Al-0.8C的热压缩行为及微观组织结构转变

通过Gleeble-3500热模拟机研究了铸态Fe-28Mn-10Al-0.8C低密度高强钢在850～1050℃温度范围和0.01～10 s^-1应变速率范围内的热压缩行为和组织转变。实验结果表明，Fe-28Mn-10Al-0.8C钢的动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)行为与变形温度、应变和应变速率直接相关。基于双曲正弦函数和线性拟合，实验钢的可用活化能(Q)为454.64 kJ/mol。给出了实验钢在热压缩变形过程中的组织演变和动态再结晶过程：变形温度的升高或应变速率的降低，可促进奥氏体的动态再结晶和晶粒长大；随着应变速率的增加，会得到更细小的奥氏体动态再结晶晶粒。     

Fe-11Mn-10Al-0.9C低密度钢的变形抗力模型和热加工图

以一种具有潜力的汽车用低密度钢(Fe-11Mn-10Al-0. 9C)为研究材料,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单道次压缩实验.在真应力-应变曲线的基础上,分析了变形程度、变形温度和应变速率对Fe-11Mn-10Al-0. 9C低密度钢变形抗力的影响,建立了实验钢的变形抗力模型.预测值与实验值的平均相对误差仅为4. 12%,证实了本文建立的变形抗力模型具有较好的拟合特性和预测精度.基于动态材料模型,建立热加工图,结合热变形组织进行分析.结果表明:当变形温度为950～1 100℃、应变速率0. 01～1s-1时,再结晶过程充分发展,为Fe-11Mn-10Al-0. 9C低密度钢的最佳热加工工艺区间.     

Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢等温压缩流变应力的研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上采用等温压缩试验研究了高锰奥氏体Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢在变形温度为900～1100℃,变形速率为0．01～1s。条件下的热变形行为。研究结果表明,Fe-25Mn-3Si-3Al钢热变形流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,出现了一个明显的流变应力峰值,峰值之后...     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

含Nd喷射沉积镁合金热压缩变形研究

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对喷射沉积挤压态镁合金Mg-9Al-3Zn-1Mn-5Ca-3Nd在温度为300℃~400℃,应变速率为0.0 1 s-1、0.1 s-1、1 s-1时,应变量为60%的热变形行为进行了研究。分析了流变应力与温度T和应变速率的关系,计算出了应力指数n(stress exponent)和变形激活能,结果表明,应变速率及温度均对流变应力有明显影响,流变应力及其最大值都随应变速率的升高和形变温度的降低而升高。并采用Hyperbolic sine模型确定了合金n和Q随T的变化规律。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶

用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢(%:0.10C、0.075P、0.65Cr、0.22Ni、0.43Mo、0.28Cu)在应变速率0.01～1 s-1、温度850～1150℃时的动态再结晶行为,得出该钢奥氏体区的真应力-真应变曲线和动态再结晶图,分析了变形参数对峰值应力的影响和不同热变形时耐候钢的动态再结晶体积分数与真应变的关系,建立了该钢的奥氏体热变形方程、动态再结晶临界条件回归方程和奥氏体动态再结晶体积分数数学模型。结果表明,随变形温度升高,峰值应力下降;随变形速率增大,峰值应力升高;随Z参数增大即变形温度降低,应变速率增加,发生再结晶的临界应变εc和发生完全再结晶的应变εs均呈线性增加。     

0.05C-14Mn-19Cr-0.7N高氮奥氏体不锈钢电渣锭的高温塑性

试验0.05C-14Mn-19Cr-0.7N钢经1t非真空感应炉冶炼,并重熔成电渣锭。在电渣锭中心取样,通过Gleeble 3800热模拟试验机对试验钢进行800~1250℃,应变速率0.005~10s^-1的高温拉伸试验,得出温度和应变速率对试验钢断面收缩率的影响,并观察了各温度拉伸后的组织。试验结果表明,随着温度从800℃升高至1250℃,试验钢抗拉强度从327 MPa下降到68 MPa,断面收缩率由22%升至55%;1200℃时,应变速率从0.01s^-1增加到10s^-1时,试验钢的抗拉强度从43 MPa增加至109 MPa,断面收缩率从38%提高至71%。综合实验结果,高氮奥氏体不锈钢0.05C-14Mn-19Cr-0.7N最优的变形参数为:1200~1250℃,应变速率1~10s^-1。     

激光立体成形Fe-30Mn-9.5Al-2C钢的工艺与组织特征

Fe-Mn-Al-C系列轻质钢具有低密度和良好的力学性能，契合航空航天、汽车能源和深海探测等领域对轻质高强材料的需求。然而，Al作为其轻量化和性能调控主要元素，大量添加会导致传统浇铸困难，限制了其在复杂异形构件上的应用。本研究利用激光立体成形增材制造技术成形自由度高、微熔池冶金的特点解决上述问题。以Fe-30Mn-9.5Al-2C为研究对象，通过正交试验探寻最优工艺参数，研究最优工艺参数下的物相组成和组织演变。结果表明，最优的工艺参数下组织由奥氏体、少量铁素体和κ-碳化物构成，硬度最高可达539HV。研究结果可为激光立体成形Fe-Mn-Al-C钢提供指导。     

47Zr-45Ti-5Al-3V合金高温流变行为及本构模型研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机研究了47Zr-45Ti-5Al-3V合金在变形温度为650～850℃和应变速率为1×10-3～1×100s-1的热变形行为。结果表明变形温度和应变速率对47Zr-45Ti-5Al-3V合金的热变形行为有显著影响。在低温和高应变率下,在变形初期阶段合金的流变曲线表现出一个显著的应力降现象,应力降幅值随变形温度的增加和应变速率的降低而降低,合金仅发生动态回复。在高温和低应变率下,真应力-应变曲线表现出典型的动态再结晶特征,流变应力随应变的增加先增加到一个峰值,随后随着应变的增加逐渐降低到一个稳态值。峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。Arrhenius-type本构方程在不同应变下的材料常数(α,Q,n和ln A)已经算出。热变形激活能Q随应变的增加先增加然后降低,而n随应变的增加逐渐降低到一个恒定值。通过应变补偿的Arrhenius-type本构方程对合金热变形过程中的流变应力进行预测,表明预测的流变应力值与实验数据吻合较好。     

动车组车轴用钢EA1N的热压缩流变应力行为

试验用EA1N钢(/%:0.35C,0.30Si,0.90Mn,0.013P,0.008S,0.15Cr,0.10Ni,0.10Cu,0.04V,0.04Al)的冶金流程为60 t EBT EAF-LF-VD-下铸8.4 t方锭-车成150 mm×150 mn方坯。采用Gleeble-3800型热模拟机试验研究了EA1N钢在800~1 300℃、应变速率0.01~10 s~(-1)时的热压缩变形,分析该钢变形时的流变应力、应变速率及变形温度之间的关系,得出流变应力方程。结果表明,EA1N钢在热压缩变形时流变应力随应变速率提高而增大,随变形温度升高而降低,当温度高于1 100℃和应变速率大于1 s~(-1)时,该钢流变曲线呈现明显的动态再结晶特征。EA1N钢的热变形激活能为392.43 kJ/mol。     

氮对Mn18Cr18N护环钢高温力学性能的影响

护环是汽轮发电机的重要部件。用Gleeble-1500热模拟试验机研究了成分(%)为:(1)0.53C-16.98Mn-3.17Cr,(2)0.12C-19.57Mn-19.27Cr-0.60N和(3)0.06C-18.58Mn-19.15Cr-0.69N 3种护环钢在8001 200℃的高温变形应力-应变曲线以及含N护环钢的高温塑性-断面收缩率。结果表明,随钢中氮含量的增加,动态再结晶需要的临界变形量越大,相应的变形抗力逐渐增大;含N钢在1 050℃塑性最大,高温塑性随钢中氮含量的增加而减小,因此改善变形方式以提高工艺塑性是防止热裂,提高护环质量的有效途径。     

超高强度钢A100本构方程与动态再结晶行为

使用Gleeble-3500热模拟试验机对A100超高强度钢在应变速率为0.01～10 s-1、变形量为63.3%、变形温度为850～1 200℃条件下的流变应力行为进行了试验研究，并结合微观组织分析了不同变形条件下动态再结晶行为。结果表明：A100钢热压缩变形中流变应力随温度的增加而降低，随应变速率的增加而增加。在850℃变形时主要发生动态回复，在变形温度为900～1 200℃、应变速率为0.01～10 s-1均发生动态再结晶。基于Arrhenius双曲正弦模型，利用线性回归方法建立了高强钢A100的本构方程，为A100钢的数值模拟和热加工工艺的制定提供了理论基础。     

CL70车轮钢热压缩流变应力行为

用Gleeble-3800热模拟机研究了CL70车轮钢在应变速率0. 01～10s^-1、900～1300 ℃时的高温热压缩行为,分析了热压缩变形时该钢的流变应力、变形温度及应变速率之间的关系,通过线性回归确定该钢流变应力本构方程。结果表明,CL70钢在高温压缩时流变应力随变形温度的减小而增大,随应变速率升高而增大。当应变速率≤1 s^-1时,CL70钢的流变应力曲线表现为动态再结晶特征。CL70钢的热变形激活能为401.06 kJ/mol。     

高强度低密度Fe-20Mn-Al-C基合金

在室温下以硬度、冷加工性和拉伸试验研究了Fe-20Mn-(10-14)Al-(0-1.8)C(wt%)四元合金和Fe-20Mn-(10-14)Al-(0.75-1.8)C-5Cr(wt%)五元合金的机械性能,四元系和五元系中的γ(fcc)合金密度低于7.0 g/cm~3,具有极好的韧性,其硬度和拉伸强度随Al和C含量的增加而提高,γ+α(bcc)双相合金通过控制α体积分数可以得到高的强度,由TEM观察确认Al和C含量高的合金具有高硬度和高强度的原因是由于从退火温度开始冷却过程中析出了钙钛矿结构的k型碳化物。Fe-20Mn-11Al-1.8C-5Cr合金的密度为6.51 g/cm~3,表现出大于180 MPa·cm~3/g高的特殊强度和40%的极好延伸率,Fe-20Mn-Al-C(-5Cr)合金与常用钢相比具有高的特殊强度。     

82B高碳钢临界应变的数学模型

在Ettore Anelli提出的热轧控冷线棒材临界应变模型的基础上，用Therraeemaster-Z热模拟试验机得出成分为(％)：0．82C-0．6Mn-0．1Cr的82B钢在原始晶粒直径47-124pan，变形温度900-1050℃和变形速率(0．1-25)／s时的应力．应变曲线，并按照所确定的临界应变模型系数，建立了82B高碳钢的临界应变模型ε=0.01 d0^0.177 283[εexp(165 282.1RT)]0.142 722。结果表明，随热变形温度的增高，应变速率的减小和原始晶粒细小，钢更易进行动态再结晶，温度和应变速率的影响较钢中原始晶粒尺寸对钢的动态再结晶的影响更大。模型计算值和实验测量值相一致。     

Al-Cu-Mg-Mn-Ag合金的热塑性模拟研究

采用等温热压缩试验研究了具有超高Ag含量的Al-5.8Cu-0.7Mg-0.4Mn-1.4Ag合金的热塑性。结果表明,在变形速率和总变形量不变的条件下,随变形温度的升高,合金真应力水平逐渐下降,但下降的速率在不同温度范围是不同的。在同一变形温度下,随着应变速率增加,合金应力水平升高,具有正的应变速率敏感性,且变形温度在420℃以上时表现更为明显。合金在变形温度为390℃、应变速率为0.1s^-1的条件下压缩,压下量达到70%时未出现开裂,展示了良好的热加工性能。     

二次硬化超高强度钢的热变形行为

利用Gleeble-3500热力模拟试验机,在温度为1123～1423K,应变速率为0.5～10s-1的条件下,对航空用高强韧性的二次硬化超高强度钢(AF1410钢)进行了高温轴向压缩试验,测得了AF1410钢的高温流变曲线,并观察了变形后的显微组织。试验结果表明,AF1410钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;AF1410钢在真应变为0.8,应变速率为0.5～10s-1的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10s-1时,其变形温度高于1373K,才会发生完全动态再结晶;AF1410钢的热变形激活能Q值为430.39kJ/mol,并确立了其热变形方程。     

锻态奥氏体基低密度钢的低温高速冲击力学行为

为了评价锻态奥氏体基低密度钢在低温环境下抵抗高速冲击能力的大小,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对尺寸为φ3.94 mm×2.88 mm的锻态奥氏体基低密度钢Fe-28.13Mn-10.04A1-1.05C(Mn28Al10)试样在-50℃下进行了工程应变速率约为4 300 s-1的低温高速冲击压缩试验,研究...