高强合金钢50SiMnVB动态再结晶模型研究

通过热模拟压缩试验研究了50SiMnVB合金钢在应变速率为0.01-10s-1、温度为800-1000 ℃条件下的高温热变形行为.利用金相显微镜观察了合金压缩变形后的显微组织,结果表明:50SiMnVB合金钢在高温热变形过程中发生了典型的动态回复和动态再结晶行为,其中,动态再结晶以连续再结晶的形式进行,且应变速率越小、...     

超高强DP980钢的动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机对超高强DP980钢进行热压缩试验,研究其在变形温度为900~1 200℃、应变速率为0.05~30s~(-1)条件下的动态再结晶行为,分析了变形温度和应变速率对真应力-真应变曲线的影响。结果表明:超高强DP980钢在变形过程中,存在动态再结晶和动态回复两种软化机制,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越容易发生;同时,得到了发生动态再结晶时的形变激活能,建立了峰值应变模型、动态再结晶临界应力模型和动态再结晶动力学模型。     

E36船板钢动态再结晶行为研究

利用MMS-200热模拟试验机对E36船板钢进行单道次压缩试验,研究了试验钢在变形温度850~1100℃,应变速率为0.01~1s~(-1)条件下的动态再结晶行为。结果表明,E36船板钢在变形过程中发生了动态再结晶,且随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶越易发生。通过计算得到的试验钢的变形激活能为373.78kJ/mol,并由此建立了试验钢的本构方程及动态再结晶临界应变模型,为试验钢热变形工艺参数的制定提供了理论支持。     

15Cr16Ni2MoN新型马氏体热强钢热变形行为研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为950～1150℃、应变速率为0.1～10 s^-1,最大变形量为50%的条件下对15Cr16Ni2MoN钢进行了单道次热压缩试验。根据应变硬化速率θ-应力σ曲线的拐点以及-dθ/dσ-σ曲线计算得到临界动态再结晶(DRX)的临界应力σ_c与温度T的关系。结果表明，在高应变速率(1和10 s^-1)下观察到较为稳定的流动行为，在低应变速率0.1 s^-1时，DRX程度更充分并显著改变了真应力-应变曲线变化趋势。DRX发生需要的临界应力σ_c随温度的升高而逐渐降低，随应变速率的增加逐渐提升。基于Arrhenius模型预测了合金钢的组织演化规律，绘制了在不同应变量下的热加工图，确定最佳热加工区间为变形温度为1030～1070℃,应变速率为0.10～0.22 s^-1,并通过金相显微组织观察予以验证。     

变形条件对304不锈钢动态再结晶的影响

采用平面压缩变形观察304不锈钢在应变过程发生动态再结晶(DRX)的试验,结果表明发生DRX的可能性随着变形温度的升高和应变速率的减小而增加,而动态再结晶晶粒尺寸同样随着变形温度的升高和应变速率的减小而增大;试验过程钢的再结晶晶粒尺寸为5-30μm.     

铌钒微合金钢的动态再结晶行为

针对柴油机喷油管用Nb、V微合金钢,采用热模拟压缩试验,研究了高温形变条件下,微合金钢的动态再结晶行为。结果表明,试验钢在1100℃、变形量60%、变形速率0.1 s-1条件下,可得到均匀细小的晶粒组织,试验钢动态再结晶激活能为349.451 kJ/mol;在较高温度和较低应变速率下,试验钢易于发生动态再结晶,而在较低温度和较高应变速率下易于发生形变诱导铁素体相变。     

22MnB5热成形钢动态再结晶模型研究

采用Formastor-Digital全自动相变仪,对CSP生产线生产的22MnB5热成形钢进行单道次压缩实验。测定了实验钢在变形温度900～1150℃、应变速率0.1～30 s~(-1)下的动态再结晶行为。结果表明:当应变速率越小,变形温度越高时,越易发生动态再结晶,同时临界变形量和峰值应力越低。利用线性回归方法拟合应力、应变速率以及变形温度间的关系,得到22MnB5热成形钢的Z参数和变形激活能。在相同的加热条件下,忽略初始晶粒大小的影响,得到临界变形模型。根据屈服应力与应变速率间的关系,建立了高温奥氏体区流动应力-应变模型。     

奥氏体晶粒尺寸对热轧低碳微合金钢动态再结晶临界应变的影响

利用热模拟、组织分析等手段研究了初始奥氏体晶粒尺寸对热轧低碳微合金钢动态再结晶临界应变的影响.在建立热变形Arrhenius本构模型的基础上,引入了Zenner-Hollomon因子描述变形温度和应变速率对热变形的影响,最终建立了初始奥氏体晶粒尺寸与Z参数和临界应变的函数关系模型.结果 表明:奥氏体晶粒尺寸越小,动态再结晶临界应变也越小,越有利于动态再结晶的发生.利用所建立的函数关系模型计算出的临界应变值与试验值接近,该模型能较准确的预测热轧低碳微合金钢的临界应变值.     

09MnNiDR钢的热变形行为

用Gleeble-3800热模拟试验机在高温下对09MnNiDR钢进行单道次热压缩试验,研究了变形温度和应变速率对该钢动态再结晶的影响,计算出峰值应力与临界应力、峰值应变与临界应变的关系,并建立了试验钢动态再结晶热变形模型、流变应力模型.     

硼对低碳钒微合金钢动态再结晶的影响

利用MMS-300型热力模拟试验机对含硼钒微合金钢及不含硼的钒微合金钢在900~1100 ℃变形温度及0.1~10 s^-1应变速率条件下进行了单道次热压缩试验,测定了其真应力-真应变曲线,研究了变形温度和应变速率及加入微量硼对试验钢的动态再结晶行为的影响,并采用回归分析法确定了两种试验钢的热变形激活能,建立了试验钢的热变形方程,得出了热变形过程中峰值应变与Z参数之间的关系。结果表明,含硼及不含硼试验钢在0.01、0.1 s^-1的低应变速率和900~1100 ℃的变形温度下均发生动态再结晶,两种试验钢的激活能分别为284.9、287.7 kJ/mol,峰值应变与Z参数之间呈线性关系;加入微量硼后,使钒微合金钢动态再结晶激活能和峰值应力稍微降低,对动态再结晶有所促进。     

低合金钢Q345B动态再结晶动力学模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机对低合金钢Q345B进行热压缩实验,研究其在变形温度为900～1100℃和应变速率为0.01～10s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明:低合金钢Q345B在变形过程中存在动态再结晶现象,且随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变越小,动态再结晶越易发生。根据流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得到了动态再结晶激活能。通过对热模拟实验数据的分析计算,建立了峰值应变模型,动态再结晶临界应变模型和动态再结晶动力学模型。并对动态再结晶动力学模型进行了误差分析,证明了模型具有较高的精确性。最后,通过所建立的模型分析了变形条件对动态再结晶的影响,验证了实验所得出的在高温、低应变速率下更有利于动态再结晶发生的规律。     

一种新型镍基高温合金的动态再结晶行为

采用等温热压缩实验研究了一种新型镍基高温合金在不同热变形条件下(变形温度1040～1120℃、应变量0.35～1.2、应变速率0.1 s^-1)的动态再结晶行为。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射仪(EBSD)研究变形温度和应变量对合金热变形过程中组织演变和动态再结晶(DRX)形核机制的影响。结果表明,根据加工硬化率曲线能够准确确定DRX出现的临界应力和临界应变。合金的DRX晶粒体积分数随变形温度和应变量的增加而增加。在高温低应变速率下,不连续动态再结晶(DDRX)和连续动态再结晶(CDRX)形核机制同时发生。随着变形温度的升高,CDRX形核机制减弱,而CDRX机制在高温条件下占据主导。随着应变量的增加,合金中DDRX机制逐渐变强。热变形后期,CDRX仅作为辅助形核机制发挥作用。另外,Σ3孪晶界的形成有助于DRX晶粒的形核。     

65Mn钢的动态再结晶行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对65Mn钢进行热压缩试验,变形温度850~1150℃、应变速率0.02~20 s~(-1),最大真应变1.0,研究材料在上述试验条件下的动态再结晶行为,以及变形条件对再结晶晶粒尺寸的影响。结果表明:试验钢的真应力-真应变曲线在高温、低应变速率条件下出现明显峰值,随着温度的升高和应变速率的降低,临界应变变小,有利于动态再结晶发生;奥氏体再结晶晶粒尺寸与变形参数相关,应变速率降低,再结晶晶粒尺寸增大;变形温度降低,有利于再结晶晶粒尺寸细化。     

微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响

为研究微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,测定了高碳合金钢在变形温度为950~1150 ℃、应变速率为0.01~5 s^-1的流变应力曲线,利用Zeiss光学显微镜观察了奥氏体动态再结晶晶粒形态,通过回归计算获得了相应的再结晶激活能,建立了热变形方程。结果表明:较高的变形温度和较低的应变速率有利于含铌高碳合金钢发生动态再结晶;含铌高碳合金钢的动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,当变形温度为1050 ℃时,含铌高碳合金钢已大量出现动态再结晶晶粒;0.040%铌加入到高碳合金钢中,在应变速率为0.1 s^-1,变形温度为1150 ℃时推迟了钢的动态再结晶开始时间约2.23 s,动态再结晶形变激活能增加了52.26 kJ/mol。     

新型低碳含铌热轧H型钢的热变形行为

利用热压缩试验、显微组织分析等手段,研究了一种新型低碳含铌热轧H型钢在1000~1200 ℃变形温度和0.1~5 s^-1应变速率下的热变形行为。分析了变形参数对试验钢微观组织的影响,建立了耦合应变量因素的改进型本构方程,并采用临界比的临界应变模型对发生动态再结晶的临界应变值进行了预测。结果表明:较低应变速率和变形温度下,试验钢的原始奥氏体组织更均匀且平均晶粒尺寸更小;应变速率的升高不利于动态再结晶的发生。发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的关系为ε_c/ε_p=0.47。与耦合应变量因素有关的本构方程和临界应变预测模型能较准确地预测各变形温度下低碳含铌热轧H型钢的流变应力和动态再结晶临界应变值。     

H156热作模具钢动态再结晶的实验与数值模拟研究

通过Gleeb-1500D热模拟机，对H156热作模具钢进行单道次热压缩实验。实验中，变形温度控制在850～1220℃,应变速率控制在0.001～1 s^-1,真应变为0.7。通过采集数据获得真应力-真应变曲线，得出流变应力与热变形参数之间的数学关系，建立了动态再结晶模型，并借助光学显微镜对不同热变形参数下实验样品的微观组织进行观察分析，建立了晶粒尺寸模型。通过DEFORM-3D有限元软件对H156热作模具钢的动态再结晶行为进行模拟，探究热变形参数对实验材料动态再结晶(DRX)行为的影响。结果表明：随着变形温度的增加，DRX体积分数增加，DRX晶粒分布越均匀；较大的应变速率会导致变形时间缩短，DRX区域减小，细小晶粒缺少充足的时间发生形核长大。因此，提高变形温度、降低应变速率有助于动态再结晶的完成。数值模拟结果与实验结果较吻合，验证了模型的准确性。     

伞齿轮铸辗复合成形中的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对20CrMnTi钢伞齿轮进行了变形温度为850～1150℃、应变速率为0. 01～5 s~(-1)的热压缩试验,研究了变形温度和应变速率对20CrMnTi钢动态再结晶行为的影响,建立了20CrMnTi钢动态再结晶模型。结果表明:不同变形温度和应变速率下,20CrMnTi钢的动态再结晶体积分数曲线都大体呈"S"型,即初始阶段动态再结晶体积分数增加速度较快,而在到达某一临界值时增加速度变小;较高的变形温度和较小的应变速率更加有利于20CrMnTi钢发生动态再结晶。通过动态再结晶模型可以确定20CrMnTi钢发生动态再结晶的条件,从而可以通过控制变形温度和应变速率使20CrMnTi钢在变形区域发生充分再结晶,实现细化晶粒、均匀组织和提高成形性的目的。     

Nb对微合金非调质钢热加工过程的影响

通过Gleeble-3800热模拟试验机模拟了微合金非调质钢38MnVS和C38N2在变形温度950～1150℃,应变速率0.1～10s-1,变形量为60％的单道次压缩试验.结果表明:变形温度越高,应变速率越低,越易发生再结晶;变形温度越低,应变速率越高,越易产生更加细小的再结晶晶粒尺寸;试验钢C38N2的动态再结晶变形激活能较试验钢38MnVS的高,这是因为Nb具有拖曳阻止再结晶的作用,推迟了试验钢C38N2的动态再结晶过程.微合金元素Nb的添加,具有细化晶粒,降低珠光体层片间距及扩宽热加工区间的作用.     

300M钢动态再结晶动力学

基于等温恒应变速率压缩实验,对300M钢在变形温度为850℃～1180℃、应变速率为0.01s-1～10s-1条件下的热变形行为,及其动态再结晶动力学行为进行研究。结果表明,当ln Z>33.37时,300M钢应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,热变形过程发生两轮动态再结晶;当ln Z<33.37时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,热变形过程仅发生一轮动态再结晶。根据压缩实验结果,分别构建300M钢第一轮动态再结晶和第二轮动态再结晶的峰值应变、临界应变、平均晶粒尺寸和体积分数动力学模型。     

高铝高强钢动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对高铝高强钢在变形速率为0. 01～10 s-1、变形温度为925～1225℃的热变形条件下进行压缩试验,以真应力-应变曲线为基础数据研究其高温再结晶行为。通过对晶粒尺寸的统计来探究热变形条件对热变形后晶粒尺寸的影响。通过处理加工硬化率-应力曲线,标定数据中能揭示动态再结晶演变过程的3个特征点,即临界应变、峰值应变及最大软化速率应变。引入表征晶体动力学的双曲正弦模型,通过线性回归求解得到动态再结晶激活能Q,建立流变应力本构方程,并引入Z参数作为预测发生再结晶程度的依据。结果表明:高铝高强钢热加工过程是加工硬化和再结晶软化共同作用的。在发生再结晶条件范围内,Z值越小,发生动态再结晶的程度越大。