奥氏体不锈钢的热压缩本构方程及动态再结晶行为

利用Gleeble热力模拟试验机研究了304奥氏体不锈钢在变形温度950～1 150℃、应变速率0.05～1 s^-1条件下的热压缩行为,根据真应力-真应变曲线,基于Arrhenius模型构建其在高温下的本构方程,并建立热加工图;基于试验数据建立动态再结晶模型,采用Deform软件对该钢的再结晶行为进行模拟,并进行试验验证。结果表明：随着应变速率的增大或变形温度的降低,不锈钢的流变应力增大;在变形温度1 080～1 120℃、应变速率0.05～0.2 s^-1和变形温度1 120～1 150℃、应变速率0.5～1 s^-1下,该钢具有良好的热加工性能;模拟得到在变形温度1 000℃、应变速率0.05 s^-1和变形温度1 100℃、应变速率0.05 s^-1下,试样心部再结晶晶粒体积分数和尺寸与试验结果间的相对误差小于7.62%,验证动态再结晶模型的准确性。     

316LN不锈钢低速率应变下的热变形行为

目前, 对316LN不锈钢在低速率应变下的热变形行为研究很少. 本文选用工业316LN不锈钢, 通过Gleeble-3800热模拟试验机进行了600-1 100 ℃温度下, 应变速率为3×10-3 s-1的热压缩试验, 得到了真应力-应变曲线. 通过分析真应力-应变曲线和试样的微观组织, 得到了如下结论: 1 000 ℃和稍高温度是适于低速率应变下316LN不锈钢加工的温度.     

AZ61镁合金的热压缩变形行为及组织演变

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对AZ61镁合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~10s-1的条件下进行热压缩模拟试验,研究了合金的热压缩变形行为和组织演变。结果表明:AZ61合金在热压缩变形过程中的流变行为可用Arrhenius关系曲线来表示,合金的应力指数为5.096,热变形激活能为147.262kJ·mol-1;在相同的变形温度下,合金的再结晶程度随应变速率的增加而增大;在低应变速率(0.001~1s-1)下变形时,再结晶主要发生在初始晶界上,在高应变速率(10s-1)下变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生;在相同的应变速率下,再结晶程度和再结晶晶粒尺寸均随变形温度的升高而增大。     

含硼316不锈钢的热处理研究

为了进一步改善含硼316不锈钢的力学性能和扩大应用范围,本文借助于OM、SEM、XRD、硬度计和力学性能试验机等手段对热处理后的含硼316不锈钢的显微组织、硬度、冲击韧性和抗压强度进行了分析和研究。试验结果表明,对于含硼316不锈钢,较适合的热处理制度为：980℃固溶4 h,水冷和400℃回火6 h,空冷。经处理后,硬度提高了15%,冲击韧性提高了110%,抗压强度提高了19%。其原因是晶界上的非平衡偏聚的网状硼化物出现断网,同时基体上析出了大量的二次硼化物。     

00Cr12Ni10MoTi钢热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究00Cr12Ni10MoTi钢在变形温度为850～1200℃、 应变速率为0.01～10 s-1,变形程度为60％条件下的热变形行为.基于实验数据计算该钢的热变形激活能,获得其本构方程并进行组织演变分析.结果表明,该钢种的动态再结晶激活能Q=486.484 kJ/mol,变形...     

一种铁素体钢热变形流变应力行为

利用Gleeble热力模拟试验机在温度为1 123～1 473 K和应变速率为0.001～0.1 s-1的条件下对试验钢进行了热压缩变形试验,测定了其真应力-应变曲线,试验结果表明:试验钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,流变应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大。通过线性回归分析确定了试验钢的流变应力本构方程。     

HG700汽车大梁钢的热变形行为及 流变应力本构模型的建立

采用Gleeble 3500型热模拟试验机对HG700汽车大梁钢进行单道次压缩试验,研究了其在变形温度950～1 150℃和应变速率0.01～5.00s~(-1)条件下的流变应力行为;根据真应力-真应变曲线,采用线性回归方法建立该钢的流变应力本构模型,并进行了试验验证。结果表明:在高应变速率(1.00,5.00s~(-1))下,HG700汽车大梁钢的动态软化行为以动态回复为主,而在低应变速率(0.01,0.10s~(-1))下,HG700汽车大梁钢发生了明显的动态再结晶;变形温度的升高及应变速率的降低均会促进流变应力的降低,且会促进应力更早达到峰值;由构建的以变形温度、应变速率、真应变为变量的流变应力本构模型得到的预测结果与试验结果吻合良好,该模型可准确地预测HG700汽车大梁钢的流变应力。     

轨道车辆SUS304不锈钢材料动态力学性能与本构模型修正

为研究轨道车辆车体常用SUS304不锈钢材料的动态力学性能,进行了0.0002 s-1～500 s-1宽应变率下的动态拉伸试验,得到了不同应变率下的应力应变曲线,结果表明在动态拉伸过程中该材料表现出应变硬化现象,应变率强化效应和一定的热软化效应.为准确描述该材料的动态力学性能,首先建立了该材料在室温下的Johnson-...     

IC10合金的动态回复/再结晶本构行为研究

对IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下开展了拉伸试验研究,试验结果表明：IC10合金在1073K附近表现出明显的动态回复力学特征,在1173~1373K范围内则表现出明显的动态再结晶特征。通过透射电子显微镜对试验样品进行观察,研究了IC10合金变形机理,结果表明,在1073~1373K范围内,IC10合金变形过程中螺位错和刃位错可动性相当,并在γ′相边界逐步形成一些胞状亚晶结构。最后,将工程中应用广泛的Sellars模型应用于描述IC10合金在1073~1373K范围内、不同应变率下的力学行为,预测结果与试验结果的平均相对误差值不超过5%。     

0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢在950~1 100℃,0.01~1 s^-1条件下的热变形行为。依据热压缩过程中0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的真应变-真应力曲线,确定了其在该热变形参数下的高温本构方程,并根据动态材料模型建立热加工图。结果表明,在相同的应变速率下,流变应力随着温度的升高而降低;而在相同的变形温度下,流变应力随着应变速率的减小而降低。0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的热变形激活能为549 kJ/mol。在980~1 050℃范围内,真应变为0.4,应变速率为0.01~0.1 s^-1时,能量耗散效率η值为0.28~0.3,0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢容易发生动态再结晶。因此,该温度区域是最优的热加工工艺窗口。     

BH10Mn2G焊接用钢的热变形行为

利用Gleeble-1500型热模拟试验机研究了BH10Mn2G焊接用钢在温度为900～1 050 ℃、应变速率为0.10～10 s-1条件下的热变形行为,并进行了相关计算.结果表明:BH10Mn2G钢的动态再结晶激活能Q=301.11 kJ/mol,热变形方程为Z=3.281×1010 exp(0.039 73σm),并得到了动态再结晶状态图;这为合理预报和控制BH10Mn2G焊接用钢的组织和性能提供了基本依据.     

新型抗热损伤车轮钢20CrSiMnMo的热变形行为

采用热力模拟试验研究了新型抗热损伤车轮钢20CrSiMnMo在温度为850-1250℃、应变速率为0．1～1s^-1条件下的热变形行为。结果表明：车轮钢在高温低应变速率下具有动态再结晶型流变曲线，低温高应变速率下其应力一应变曲线呈现硬化型；动力学分析得到该钢的热变形激活能Q=352．2725kJ／mol，应力指数n=5．56；组织观察和加工图表明，温度和应变速率参数选择在1000-1100℃，0．1～0．5s^-1或1250℃，1～0．25s^-1范围内变形，将获得细小的动态再结晶晶粒和转变组织。     

铬-锰-氮奥氏体不锈钢在含沙海水中的冲蚀磨损行为研究

采用自制的圆筒型冲蚀磨损仪,对低、中、高流速条件下Cr-Mn-N不锈钢在含沙海水中的冲蚀磨损行为进行了研究。通过测定试样冲蚀失重率及扫描显微镜显微分析方法,研究材料在含沙清水和含沙海水中的相对耐冲蚀性和冲蚀机制。研究结果表明:试样在含沙海水中的冲蚀率均超过了在含沙清水中的冲蚀率,并随着流速的增大而增大,但增大的趋势逐渐放缓;在含沙清水中磨损机制以微切削为主,属磨料磨损;而在含沙海水中以腐蚀磨损为主,属小角度剥蚀。     

稀土元素铈对超级双相不锈钢热变形能力的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等研究了稀土元素铈对铸态00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢在应变速率为5 s-1、变形温度为1 100,1 150,1 200℃下热变形行为的影响。结果表明:稀土元素铈能够降低该钢中氧、硫含量,使钢中的夹杂物由硫化物变成稀土夹杂物,从而在一定程度上改善了该钢的热变形能力;铈的较佳添加量为0.165%~0.220%,适宜的热变形温度为1 150~1 200℃。     

Effect of Extreme Pressure Additives on the Deformation Behavior of Oxide Scale during the Hot Rolling of Ferritic Stainless Steel Strips

High-speed steel (HSS) materials are universally used as work rolls for the hot rolling of stainless steels. Their use has increased the output of the rolling mill and decreased roll material consumption and grinding. Sticking defects often occur, however, during the hot rolling process. In this article, extreme pressure (EP) additives were dropped on the HSS samples at high temperature. Zinc dialkyl dithiophosphate (ZDDP) was chosen as the most effective EP additive by scratch tests on the HSS samples. In order to determine the optimum proportion of ZDDP in the lubricant, two reduction rates were tested on a Hille 100 experimental rolling mill by hot rolling ferritic stainless steel 445J1M at five different concentrations of ZDDP. The mechanism of EP additive action during the hot rolling process was also investigated. By analyzing the deformation behavior of the oxide scale of samples after hot rolling using different proportions of ZDDP, it was found that 20% ZDDP in the lubricant is the preferred concentration for industrial application.     

4Cr5MoSiV1热作模具钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对4Cr5MoSiV1热作模具钢进行单道次等温压缩试验,研究了其在变形温度750～1050℃,应变速率0.001～0.1 s-1条件下的热变形行为,并观察变形后的显微组织;根据试验得到的真应力-真应变曲线,构建了0.3真应变下的Arrhenius高温本构模型,并在动态材料模型基...     

热轧低碳钢氧化铁皮的变形行为研究

为研究热轧低碳钢氧化铁皮的变形行为,对不同道次氧化铁皮的变形量和氧化铁皮中的裂纹进行了观察研究。结果表明：氧化铁皮比基体容易变形,变形量与氧化铁皮结构和变形温度有较大关系。同时,对氧化铁皮中的裂纹进行了观察,发现不同变形温度条件下氧化铁皮中裂纹的发展过程不同,而且裂纹对钢的表面质量有较大影响。     

铸态42CrMo钢热压缩变形时的动态再结晶行为

基于Gleeble-1500型热模拟试验机进行热压缩试验,通过对试验数据进行线性回归分析推导出了铸态42CrMo钢热压缩变形的本构方程,同时探讨了热压缩变形参数对显微组织的影响。结果表明:在相同的变形温度(850～1 150℃)下,该钢变形后的显微组织随着应变速率的增大逐渐变细,在5s-1时达到最细;在相同的应变速率(0.1～5s-1)下,显微组织随着变形温度的升高逐渐变细后再粗化,在1 050℃时马氏体板条最细;在相同的应变速率(1～5s-1)和变形温度(900～1 050℃)下,随着变形量的增加,再结晶晶粒尺寸均得到了显著细化;在温度为1 050℃、应变速率为5s-1、应变为0.6时热压缩后晶粒的细化效果最为显著。     

304奥氏体不锈钢高温拉伸变形时的锯齿流变行为

对304奥氏体不锈钢进行拉伸试验,研究了其在高温拉伸变形过程中的锯齿流变行为。结果表明:当应变速率在2×10-4～2×10-3s-1范围内,试验钢发生动态应变时效的温度为773～973K;出现了A、A+B和E三种锯齿波和负的应变速率敏感系数;锯齿形成的有效激活能为212.8kJ.mol-1;铬和锰等置换型溶质原子与运动位错的交互作用使试验钢出现动态应变时效,导致锯齿流变行为的产生。