Custom 450高强度不锈钢的动态再结晶行为

为了探究Custom 450钢的动态再结晶行为,采用Gleeble-3800热模拟试验机,在变形温度为1 050～1 200℃和应变速率为0.01～10 s~(-1)的变形条件下开展了单道次等温压缩试验。研究结果显示,在变形温度为1 050～1 200℃和应变速率为1.0～10 s~(-1)的变形范围内,钢虽发生了完全的动态再结晶,但应力应变曲线未表现出明显的应力峰值;钢的动态再结晶的晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的降低逐渐增大,当应变速率为0.01 s~(-1)时,动态再结晶晶粒发生长大。采用双曲正弦函数构建了Cutom 450钢的热变形方程,并建立了钢的动态再结晶动力学、临界应变、峰值应变及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Holloman参数的定量关系。     

03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢的热变形行为及热加工图

为了探究03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢高温轧制变形机制和组织演变规律,利用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为850～1 150℃,应变速率为0.01～10 s~(-1),变形量为50%条件下对其进行高温压缩研究。流变应力曲线在950～1 150℃的较高变形温度和0.01～0.1 s~(-1)低应变速率条件下呈现出明显动态再结晶特征。变形初期,试验钢的加工硬化率随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,不利于动态再结晶软化。组织分析表明,随变形温度升高至1 050℃和应变速率降低,奥氏体动态再结晶更加充分,晶粒细化程度明显提高,而1 150℃高变形温度使奥氏体再结晶晶粒粗化。在950℃、0.01～1 s~(-1)的变形条件下,铁素体动态回复逐渐加强。热变形激活能Q=549.7 kJ/mol,高于2 205双相不锈钢(451 kJ/mol),表观应力指数n=6.079,表明其变形机制主要以体扩散引起的位错低温攀移为主。热加工图分析表明,失稳区域随应变量增加逐渐增大,结合流变应力曲线和显微组织分析,确定最佳加工区域为950～1 050℃的变形温度和0.01～0.018 s~(-1)的应变速率,且功率耗散因子处于较高(0.36～0.50)水平。此外,基于Z参数建立了试验钢的峰值流变应力本构方程。     

CSP热轧TRIP钢动态再结晶行为研究

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为950~1150℃、应变速率为0.1~10s-1和变形量为65%的条件下研究了CSP热轧TRIP钢的动态再结晶行为,探讨了初始奥氏体晶粒尺寸对TRIP钢动态再结晶行为的影响。研究结果表明,初始奥氏体晶粒尺寸越小,变形温度越高,应变速率越慢时,TRIP钢中奥氏体越易发生动态再结晶。其中,粗晶试样（初始奥氏体晶粒尺寸为767.54μm）在1050~1150℃内变形时,将发生动态再结晶。其热变形激活能为361539.17J/mol,确定了Zener-Holloman参数与应变速率和温度的关系式,建立了动态再结晶临界应变模型、高温奥氏体流动应力模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,理论模拟结果与试验结果吻合较好。     

Fe16Mn0.6C TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为

 利用Thermecmastor-Z热模拟实验机,得到了Fe16Mn0.6C TWIP钢在变形温度850~1150℃,应变速率0.03~30s-1条件下热压缩变形的真应力应变曲线。进而研究了变形温度、应变速率对Fe16Mn0.6C流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,850~1150℃范围内Fe16Mn0.6C热变形的峰值应力随温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高;且在应变速率为0.03 s-1和30 s-1出现明显的应力峰值,材料发生了动态再结晶。最后采用线性回归方法计算出Fe16Mn0.6C的高温变形流变应力本构方程,得出热变形激活能为469kJ/mol;并通过应变硬化速率与流变应力曲线求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系。     

中温中压容器用钢13MnNiMoR的热变形行为研究

为制定中温中压容器用钢13MnNiMoR的热加工工艺提供理论依据并实现其工业化生产,利用单道次热压缩模拟实验研究了变形温度(900~1150℃)和应变速率(0.01~1s~(-1))对其热变形行为的影响.结果表明:当应变速率低于0.1s~(-1)时,新晶粒有足够的时间进行形核和长大,奥氏体容易发生动态再结晶;当变形温度降低或应变速率增加时,实验钢在变形过程中主要发生动态回复,流变应力也随之提高.基于测定的流变应力曲线,通过拟合得到实验钢在热变形时的应力指数为4.29,动态再结晶激活能为319kJ/mol,据此建立了13MnNiMoR钢在高温变形时的热加工方程.     

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。     

EA4T钢的高温动态软化模型及晶粒演化研究

为优化后续热加工工艺,研究EA4T钢的热变形行为及微观组织演变规律。利用热模拟机对EA4T钢进行了单道次等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为850～1 200℃,应变速率为0.01～10 s^-1,真应变为0.9。结果表明：EA4T钢在低应变速率下(850～1 200℃,0.01、0.1 s^-1)和高应变速率(950～1 200℃,1 s^-1)、(1 050～1 200℃,10 s^-1)条件下变形后发生了动态再结晶。动态再结晶可以通过改变微观组织从而决定钢的力学性能。将参数Z与微观组织演变结合,构建了EA4T钢的高温动态软化模型,可调控EA4T钢在热变形过程中发生动态回复、不完全动态再结晶、动态再结晶和晶粒长大的行为。采用电子背散射技术(EBSD)、透射电子显微测试等材料表征技术,分析了EA4T钢在不同变形条件下的动态再结晶晶粒、马氏体束的宽度和板条宽度的多尺度组织特征,建立了马氏体束宽与动态再结晶晶粒和变形参数Z的关系模型。研究结果可为EA4T钢热加工工艺提供理论指导。     

Ti-IF钢铁素体变形动态再结晶临界应变模型

用Thermecmaster-Z热模拟试验机试验得出成分为0.006 7%C-0.045 0%Ti的Ti-IF(无间隙原子)钢在变形温度750~900℃和变形速率0.1~40 s^-1时的应力-应变曲线,确定了Zener-Holloman参数Z与应变速率.ε和温度T(K)的关系式Z=.εexp(39 507/T),并建立了临界应变εc与原始晶粒尺寸d0和Z参数的临界应变方程ε_c=2.314 4×10^-3×d^{-0.8003 9}×Z^0.050。结果表明,在相同变形速率下,850℃变形时动态再结晶最易发生,当变形温度提高至900℃(两相区)时,即使在低变形速率(1 s^-1),也不发生动态再结晶。当变形速率大于1 s^-1时,Ti-IF钢热加工时不能出现动态再结晶。临界应变预测值与实测值比较,平均误差≤5%。     

一种曲轴用中碳非调质钢的热变形行为

用Gleeble-3500热力模拟试验机对一种中碳曲轴用非调质钢进行1 223~1 473 K和0.2~10 s-1的热压缩变形,获得了其流变曲线,并给出了试验用钢的热变形方程式、动态组织状态图、动态再结晶晶粒尺寸与Z参数之间以及动态再结晶分数与应变量之间的定量关系式。结果表明,试验用钢的流变应力和峰值应变均随变形温度的降低和应变速率的提高而增大,动态再结晶晶粒平均尺寸随着变形Z参数的增大而减小,Z参数越大,发生动态再结晶和完全动态再结晶所需的应变也越大。     

中碳钢奥氏体区内的热变形和动态再结晶特性

在各种变形条件下系统地研究了0．47％C（JIS-S45C）钢稳定奥氏体区内的热变形特性，以收集其高温变形和显微组织演变方面的基本数据。在稳定奥氏体区内，中碳钢在很大的温度（850℃～1150℃）和应变速率（10—3／s～100／s）范国内均显示了动态再结晶。动态再结晶晶粒度随稳态应力而单调递减。当$45C试样在850℃和1／s时变形时，经动态再结晶后得到的最小晶粒度为8．3μm。在现象逻辑模型的基础上，将应力-应变关系进行公式化。通过所得之公式估量出的应力-应变曲线与试验结果非常一致。     

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。     

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。     

Q235钢的热变形特性

通过热模拟压缩试验,研究了Q235钢热变形时的动态再结晶行为,确定了其热变形激活能,建立了峰值应力、峰值应变、晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系模型.结果表明:Q235钢的动态再结晶主要发生在形变温度≥900℃、应变速率≤5 s-1(即lnZ≤37.77)的条件下.     

904L不锈钢动态再结晶行为

采用单道次热压缩试验,研究了904L钢在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-应变曲线以及组织形貌,阐明了热加工过程中热变形参数对其在变形过程中发生的动态再结晶行为及微观组织演变规律的影响,揭示了其相应的软化机制。结果表明:变形温度越高,流变应力越小,动态再结晶体积分数越高,晶粒尺寸越大;同温度下,变形速率越小,应力峰值越小,晶粒尺寸越大且晶界越平直化;904L钢的动态再结晶行为随着变形温度的升高,应变速率的减小,应变量的增大而进行得越充分且较高的变形温度有利于动态再结晶的进行。     

EH40船板钢的热压缩基础研究

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机研究了EH40船板钢在850～1 050℃,0.005～10 s~(-1)条件下的热变形行为,通过动态材料模型得到该区域的热变形与变形抗力方程并建立了EH40船板钢热加工图。结果表明,EH40船板钢的变形抗力模型的预测值与试验值吻合良好,EH40船板钢的热变形激活能为324.479 kJ/mol,由热加工图确立出EH40船板钢最优的热加工窗口是应变不高于0.4,温度在850～1 050℃,应变速率为小于10 s~(-1)的加工区域,较易发生动态再结晶。     

合金工具钢SKS51的动态再结晶行为

采用Gleeble-1500热模拟机单道次热压缩实验,研究了变形温度850～1 000℃和变形速率0.1～10s^-1条件下合金工具钢SKS51(/%:0.78C、0.20Si、0.40Mn、1.5Ni、0.30Cr)的动态再结晶行为。实验结果显示SKS51钢动态再结晶在高的变形温度和低的变形速率情况下更易发生,回归法得出动态再结晶的变形激活能和应力指数分别为336.79 kJ/mol和4.26,并在此基础上建立了动态再结晶峰值应变(ε_p)、稳态应变(ε_s)及临界应变(ε_c)模型。     

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。     

904L不锈钢动态再结晶行为

采用单道次热压缩试验,研究了904L钢在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-应变曲线以及组织形貌,阐明了热加工过程中热变形参数对其在变形过程中发生的动态再结晶行为及微观组织演变规律的影响,揭示了其相应的软化机制。结果表明:变形温度越高,流变应力越小,动态再结晶体积分数越高,晶粒尺寸越大;同温度下,变形速率越小,应力峰值越小,晶粒尺寸越大且晶界越平直化;904L钢的动态再结晶行为随着变形温度的升高,应变速率的减小,应变量的增大而进行得越充分且较高的变形温度有利于动态再结晶的进行。     

321奥氏体不锈钢动态再结晶的研究

通过Gleeble-1500热模拟试验机研究了321钢(/%:0.028C、0.69Si、1.21Mn、0.030P、0.001S、17.33Cr、9.19Ni、0.31Ti)单道次高温(900～1 200℃)压缩(0.01～1 s^-1)时的动态再结晶。结果表明,变形温度越高,应变速率越低,321钢的软化作用越强,热变形条件下的真应力-真应变曲线一般没有明显的应力峰值,在应变速率0.01、0.1、1 s^-1时321钢动态再结晶开始发生的温度分别为1 050、1 150、1 150℃;在1 200℃变形时,仍然只发生部分动态再结晶。321钢热变形激活能Q=422.72 kJ/mol,动态再结晶Z参数Z=εexp[422 720/(RT)],临界应变ε_c=0.035 67Z^{0.066 04}。     

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。