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。     

D36船板热变形奥氏体再结晶规律的研究

采用Gleeble 3500热模拟机,研究了D36船板奥氏体的再结晶温度以及奥氏体的变形温度、变形量和变形速率对热变形奥氏体再结晶的影响。结果表明:当变形速率为0.1~1 s-1、温度达到950℃时,开始发生动态再结晶;当变形速率为5 s~(-1)、温度在1 000~1 050℃时,发生动态再结晶;当变形速率为10 s~(-1)时,不发生动态再结晶。当变形温度为1 050℃、单道次变形率在10%~20%时,D36钢在10s左右的道次间隔内发生了完全的静态再结晶。当单道次变形率在20%以上,D36钢在5 s左右的道次间隔内发生了完全的静态再结晶。     

变形温度对ULCB钢动态再结晶的影响

取得800 MPa级和900 MPa级ULCB钢,在1100~850℃进行单道次变形的热模拟试验,变形量为40%,应变速率为2 s-1。将应力-应变变化特征和显微组织观察相结合,分析研究变形温度对ULCB钢奥氏体动态再结晶的影响规律。结果表明,温度低于950℃时以形变硬化和动态回复为主,奥氏体形变再结晶主要发生在1000℃以上的高温变形中;奥氏体再结晶百分数随变形温度升高而增加,在1050℃变形后奥氏体再结晶百分数约40%,在1100℃变形后则发生完全再结晶。     

Mn-Cr系齿轮钢热变形行为研究

采用Gleeble 1500热模拟试验机研究了一种Mn-Cr系齿轮钢的动静态再结晶行为.试验结果表明在给定应变速率1/s下,试验钢存在3种类型的应力-应变曲线变形温度在1 100℃以上时,变形奥氏体发生动态再结晶;1 000～1 050℃之间时只发生动态回复过程;950℃以下时不发生动态再结晶和动态回复.     

U75V金属的再结晶行为研究

本文以金属U75V为研究对象,用热模拟实验研究U75V金属的静态再结晶行为,通过分析得出该金属发生静态再结晶的温度。通过模拟两道次热变形,研究试验金属的动态再结晶行为,分析该金属发生动态再结晶的温度和变形速率大小,结果表明:U75V金属变形速率为1/s时,在850~1250℃之间变形时,均能够发生动态再结晶,而变形速率增大到10/s和70/s时,只有在850℃变形时发生了动态再结晶,而在950~1250℃变形时,仅能够发生动态回复;变形速率一定时,随变形温度升高,最大应力降低,该金属的热变形激活能为370.3324KJ/mol;静态再结晶曲线表明:该金属再结晶温度在1000℃以上,950℃以下由于碳氮化钒的析出,推迟了再结晶。     

铸态超级双相不锈钢S32750热加工性能

 为研究热变形参数对铸态超级双相不锈钢S32750热变形行为和显微组织的影响,运用Gleeble-3800热模拟试验机对S32750进行不同温度和应变速率下的高温拉伸和压缩试验。结果表明,S32750在1000~1200℃范围内具有较好的热塑性。在变形温度较低、应变速率较低时,流变曲线表现出不同于单相不锈钢的“类屈服平台”特征;当应变速率较高或变形温度较高、应变速率较低时,流变曲线为典型的动态再结晶特征。微观组织演变显示,铁素体和奥氏体两相都发生动态再结晶,且铁素体的再结晶先于奥氏体。降低应变速率,提高变形温度,可促进动态再结晶发生。基于热变形动力学模型建立了本构方程,表观应力指数为3.99,热变形激活能为393.75kJ/mol。S32750的高温软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,随Z参数增加,热变形峰值应力增加。     

热变形对40CrMnMo钢的晶粒尺寸影响规律研究

采用了MMS-200热力模拟机以40CrMnMo钢为实验对象进行了热压缩试验,研究了变形温度850℃～1150℃,变形量0.8,应变速率在0.01～10s~(-1)条件下实验钢的热变形行为。通过分析高温下变形参数对流变应力和奥氏体晶粒尺寸的影响,建立40CrMnMo钢的稳态动态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明:变形温度为850℃～1150℃,实验钢在应变速率0.01～0.1s~(-1)下发生连续动态再结晶,应变速率1～10s~(-1)下发生动态回复。通过引入Zener-Hollomon(Z)参数表征变形参数对稳态动态再结晶晶粒尺寸的影响,建立了稳态再结晶晶粒尺寸的数学模型,得出提高应变速率或变形温度较低能使Z参数增大,峰值应力升高且动态再结晶晶粒减小。     

T91钢的高温塑性变形及动态再结晶行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行了T91钢的压缩试验,研究了变形温度为1100~1250℃、应变速率为0.01~1 s-1时该钢的变形行为,分析了流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,计算了高温变形时应力指数和变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建该钢高温塑性变形的本构关系,绘制了动态再结晶图和热加工图.结果表明:在试验变形条件范围内,其真应力-真应变曲线呈双峰特征;钢中发生了明显的动态再结晶,且再结晶类型属于连续动态再结晶.T91钢的热变形激活能为484 kJ.mol-1,利用加工图确定了热变形的流变失稳区,结合力学性能,可以优先选择的变形温度为1200~1 250℃,应变速率不高于0.1 s-1.      

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.     

Q345E钢奥氏体动态再结晶行为研究及数学模型的建立

利用Gleeble-3800热模拟试验机对低合金高强度结构钢Q345E在1150~800℃之间的奥氏体动态再结晶及动态相变行为进行研究。确定了试验钢Q345E奥氏体动态再结晶的临界应变条件;研究了变形温度、应变速率等变形条件对试验钢奥氏体动态再结晶的影响,通过高温热力学模拟试验得到了Q345E钢在不同变形条件下的流动应力曲线,得出了动态再结晶激活能为467.767kJ/mol,通过对实验数据的拟合回归分析,建立了动态再结晶热变形模型和峰值应力、峰值应变与Z因子的关系,为控制该钢的组织和性能提供了基本依据。     

铌、钒对高强钢筋再结晶影响及轧制工艺设计

 为了研究和设计高强钢筋添加铌、钒后轧制过程中对奥氏体区再结晶行为的量化管控,采用Gleeble-3500热模拟机对铌、钒微合金化高强螺纹钢进行单轴热压缩试验,基于再结晶临界条件的热力学原理,通过对不同形变条件下应力-应变曲线分析,采用Avrami方程得到了不同变形条件下的再结晶动力学曲线,并根据再结晶动力学曲线,量化对比分析了铌、钒微合金化对高强螺纹钢再结晶开始、转变及终了过程的影响。结果表明,铌、钒微合金化螺纹钢的热压缩过程均呈现了明显的动态再结晶特征,由于微合金元素Nb/Nb+V的添加,阻碍了20MnSi钢的动态再结晶,变形温度的提高或应变速率的增加可促进再结晶。针对生产中利用动态再结晶而组织调控进行了工艺设计,精轧机组中成品机架前进行冷却和回复,确保830 ℃左右有利再结晶分数达到95%。     

一种钒氮微合金钢的静态再结晶行为

 通过双道次压缩试验,研究一种钒氮微合金钢道次间隔时间内在奥氏体区变形后的软化行为,采用应力补偿法计算静态再结晶的体积分数,并建立静态再结晶动力学模型。分析变形温度与间隔时间以及钒的析出物对静态软化行为的影响。结果表明,在高于900℃时进行第一道次变形,该钒氮微合金钢很快完成了静态再结晶;在850、800℃变形后的等温阶段,发生了形变诱导析出现象,使再结晶激活能增加,静态再结晶进程受到抑制,导致软化率曲线上出现了平台。     

一种非调质连杆用高碳微合金钢的热变形行为

用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下对一种非调质连杆用高碳微合金钢进行了热压缩变形试验,测得了其流变曲线,并观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.试验用钢在真应变为0.8,温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下,发生完全动态再结晶.测得试验用钢的热变形激活能为289.9 kJ/mol,并得出了其热变形方程,以及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系和动态再结晶状态图.     

2Cr11Mo1VNbN钢再结晶动力学方程及本构方程的建立

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为1 000~1 200℃、应变速率为0.01~1 s-1和变形量为70%的条件下研究了2Cr11Mo1VNbN钢的热变形行为,建立了动态再结晶型本构模型以及动态再结晶体积分数模型。结果表明:2Cr11Mo1VNbN钢在高温小应变速率的变形条件下易发生动态再结晶,计算得出2Cr11Mo1VNbN钢发生动态再结晶时的临界应变以及变形激活能并得到了动态再结晶体积分数模型,最终构建出的动态再结晶型本构方程能良好地描述2Cr11Mo1VNbN钢的高温流变行为。     

钒微合金化非调质钢48MnVS的奥氏体动态再结晶行为

实验用非调质钢48MnVS（/%:0.48C,0.60Si,1.50Mn,0.35Cr,0.14V,0.05S,0.020Al,0.0150N）由100t EAF冶炼,连铸成280 mm×360 mm坯,轧成Φ100 mm棒材。通过Gleeble-3800热模拟实验机研究了变形温度950~1150℃,变形速率0.1~10 s^-1,变形量60%的单道次压缩钒微合金非调质钢48MnVS的奥氏体再结晶过程得出真应力-应变曲线,计算得出实验钢的动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶状态图。结果表明,钒微合金化非调质钢48MnVS变形温度越高,变形速率越低,则发生动态再结晶的形变储能越小,越容易发生动态再结晶。实验钢48MnVS的动态再结晶激活能为Q_d=343.202 kJ/mol。     

Study on dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process

The dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process was studied by means of Gleeble-3500 thermal simulation testing machine in the temperature range of 950-1150℃ with the strain rate of 0.1-10s-1 and the strain of 65%. And the effect of initial austenite grain size on the dynamic recrystallization behavior of TRIP steel was explored. The results show that the finer initial austenite grain size, the higher deformation temperature and the lower strain rate, the more positive austenite dynamic recrystallization of TRIP steel. Moreover, it is found that when the coarse grained samples (initial austenite grain size is 767.54μm) deform in the range of 1050℃ to 1150℃, the austenite dynamic recrystallization will take place, and the dynamic recrystallization activation energy of TRIP steel is deduced as 361539.17J/mol. The Zener-Hollomon parameter equation as a function of strain rate and temperature is determined. And the model of critical strain for dynamic recrystallization, the flow stress model of austenite at high temperature and the grain size model for dynamic recrystallization are also established. The calculation results are coincided well with the experimental results.     

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1050～1 200℃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,...     

1Cr17Ni1双相不锈钢的热变形行为及其热加工图

 运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了1Cr17Ni1马氏体-铁素体双相不锈钢在变形温度为950～1 150 ℃、应变速率为0.1～10 s－1条件下的热压缩变形行为。运用双曲正弦函数构建了本构方程,得到了表观激活能为391.586 kJ/mol,并基于动态材料模型绘制了1Cr17Ni1钢不同应变量下的热加工图。观察变形后的组织形貌得到较低温度下发生动态回复与动态再结晶,较高温度只发生动态回复,综合热加工图与变形后组织得到最佳热变形工艺：热加工温度范围为950～1 000 ℃、热加工变形速率范围为0.1～0.3和5～10 s－1。