42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为

目的 通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程,研究在压缩量为60%、变形温度为950~ 1 100 ℃和应变速率为0.01~10 s⁻¹条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。方法 将热压缩试样沿轴线对半分开,以试样中心和边部位置作为金相观察区,分析42CrMoA钢的热变形行为,将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中,模拟过程的变形参数与实验过程的相同,通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪,实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。结果 在压缩过程中42CrMoA钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。随着温度的升高,试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升,且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。模拟结果显示,当温度由1 000 ℃升高至1 100 ℃时,试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%,在相同条件下,通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。结论 基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程,实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%,验证了动态再结晶模型的准确性。     

高速钢高温变形再结晶规律研究

本文研究了W9Mo~3Cr~4V钢的热变形奥氏体动态再结晶规律。结果表明:由于形变诱发析出碳化物的影响,W9Mo~3Cr~4V钢热变形奥氏体动态再结晶方式与低碳低合金钢的晶界弓出机构和晶界生核机构不同,是通过亚晶合并形成再结晶晶粒的,即亚晶合并机构。当形变速率较低时,可由亚晶粒直接形成再结晶晶粒。形变温度和形变速率对W9Mo~3Cr~4V钢热变形奥氏体动态再结晶影响比较复杂,不能简单地用Z参数来统一描述。     

45钢与40Cr钢焊接工艺研究

本文着重介绍了45钢与40Cr钢的焊接特点,焊接工艺的选择,试验条件及所采用的焊接工艺,并对试验结果进行了分析,表明45钢与40Cr钢选择合理的焊接工艺和方法,对焊后的接头性能相当于45钢退火状态下的机械性能,能够用于公司的批量焊接生产。     

40CrNiMo钢主轴断裂原因分析

40CrNiMo钢主轴在使用过程中发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试及显微组织分析等方法,分析了该40CrNiMo钢主轴断裂的原因。结果表明:主轴的倒角曲率半径偏小且材料中存在氮化物,使应力集中程度严重,导致裂纹源产生;粗大的晶粒降低了主轴的解理断裂强度,使疲劳扩展速率加大,最终导致主轴发生早期疲劳断裂。最后根据主轴失效原因提出了改进措施。     

Ti-Al-Nb合金的热变形与动态再结晶行为研究

目的 建立本构方程及动态再结晶模型,描述热变形条件对Ti-Al-Nb合金动态再结晶以及合金软化的影响规律。方法 基于热模拟压缩变形试验,获得Ti-Al-Nb系合金在不同热变形工艺参数下的应力应变曲线。采用双曲正弦模型表征流动应力,通过线性回归等数据处理方式求得各参数的具体数值。结果 求得动态再结晶活化能Q=197.626 kJ/mol,材料常数A的平均值为3.173×10⁶,建立流动应力本构方程。Z/A为无量纲参数,通过最小二乘线性拟合求得ε^*=344×10⁵(Z/A)^0.495,εc=16.15(Z/A)^0.24。结论 Ti-Al-Nb系合金在峰值应力出现之前均发生了动态再结晶:当应变速率较高时,在流动稳定前会发生强烈的软化,曲线显现双峰;当应变速率较低时,在加工硬化和软化作用达到平衡后逐渐进入稳定阶段,此时曲线显现单峰。研究结果将为Ti-Al-Nb系合金的精密塑性成形提供一定的技术参考和理论依据。     

钛合金热变形时的动态回复和再结晶

对于α+β及亚稳β钛合金,传统的轧制或锻造等热变形加工通常在α+β两相区和β单相区进行,在热变形过程中发生动态回复和动态再结晶.对β和α+β相区热变形组织的研究表明,变形早期动态回复形成的β亚晶界(小角度晶界),在进一步变形后变成大角度晶界.经过连续动态再结晶,晶界结构发生变化.但钛合金热变形过程中动态回复组织需要根据动态再结晶机制进行检验.     

合金元素对热变形奥氏体再结晶的影响

为了突出合金元素对再结晶模型的影响,以Avrami方程为动力学基础,对现有模型进行修正,建立了热变形奥氏体再结晶动力学模型,确定动态、静态再结晶分数与温度、变形条件和化学成分的函数关系,并采用单道次和双道次压缩实验验证了Si-Mn钢和Nb-V钢再结晶动力学模型.结果表明:低合金和微合金元素均能抑制再结晶的发生,使流变应力增高;计算值和测量值吻合得很好,充分证明了模型的准确性.     

45#钢摩擦焊工艺及变形研究

本文介绍了45#钢件摩擦焊工艺参数、零件装夹、焊接过程及过程中参数的实时变化情况,着重分析了焊接部位厚度、主要焊接工艺参数对焊接收缩、焊头强度和变形的影响。简要分析了产生上述情况的主要原因,并提出相应的解决措施。     

曲轴用34CrNiMo6高强结构钢的热变形行为研究

采用Gleeble-2000热模拟试验机,在950～1150℃的压缩温度、0.001～1s-1的应变速率条件下,对一种曲轴用34CrNiMo6高强结构钢进行高温压缩变形试验,获得了该材料的流变应力曲线。通过分析研究数据,获得了该材料的热变形方程、热变形激活能、Z参数等相关数学模型;材料的流变应力曲线分析表明,34CrNiMo6钢的高温流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而逐渐增加;在变形过程中,变形温度和应变速率均对34CrNiMo6钢的动态再结晶和动态回复产生重要影响,升高变形温度或降低应变速率,均有利于变形过程中动态再结晶的发生,有助于变形材料的晶粒细化。     

超高强钢300M的热变形行为与微观组织演化规律

对于初始粗晶的超高强钢300M进行了圆柱体热压缩实验研究。通过实验获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力-应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能,计算了每个实验条件的Z参数,得到了超高强钢300M的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。结果表明,当Z参数=1.0E＋12/s时动态再结晶会产生较好的晶粒细化效果。     

激光表面强化对40CrNiMo钢组织及性能的影响

为了提高常见汽车传动轴的耐磨性及力学性能,分别采用激光淬火及激光熔覆技术对40CrNiMo钢表面进行了激光强化处理.利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的微观形貌;利用显微硬度计测试了淬火试样的硬度;利用高低温摩擦磨损试验机测试了淬火试样的摩擦磨损性能;利用万能力学试验机对熔覆层的力学性能进行了评估.结果...     

30%Cr-Cu复合材料热变形及动态再结晶临界条件

采用放电等离子烧结法(SPS)制备出30%Cr-Cu复合材料,对其致密度、硬度和导电率等相关性能进行测试,并观察分析该复合材料的显微组织。利用Gleeble-1500D型热模拟试验机在变形温度650~950℃、应变速率0.001~10s-1、变形量60%的条件下对30%Cr-Cu复合材料进行热模拟压缩试验。对热压缩试验得到的真应力-应变数据进行拟合、计算和分析,构建该复合材料的本构方程,同时得到材料的加工硬化率θ,利用材料的lnθ-ε曲线出现有拐点和-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值这一判据,分析该复合材料的动态再结晶临界条件。结果表明:30%Cr-Cu复合材料的真应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随应变速率的增加和温度的降低而升高;该复合材料的lnθ-ε曲线出现拐点,-(lnθ)/ε-ε曲线对应有最小值,该最小值所对应的应变为临界应变εc,且εc随变形温度的升高和应变速率降低而减小,εc与Zener-Hollomon参数Z的函数关系为εc=2.38×10-3 Z0.1396。     

Inconel 625合金高速热变形动态再结晶的临界条件

通过等温热压缩试验获得Inconel625合金在变形温度为1000～1200℃,应变速率为1～80S^-1条件下的真应力-应变曲线,利用加工硬化率,结合lnθ-ε曲线上的拐点判据及-δ（1nθ）／δε-ε曲线上的最小值,来研究Inconel625合金动态再结晶的临界条件。结果表明,在该实验条件下,Inconel625合金的lnθε曲线均出现拐点特征,对应的-δ（lnθ）／δε-ε曲线出现最小值,该最小值处对应的应变即为临界应变;临界应变随应变速率的增大和变形温度的降低而增加,并且临界应变和峰值应变之间有一定的关系,即εc=0．69εp;动态再结晶时临界应变的预测模型可以表示为εc=4．41×10^-4Z^0.14261。     

40CrNiMoA钢超塑流变初期形变诱发连续再结晶过程的研究

用 TEM 研究了40CrNiMoA 钢超塑变形初期的动态回复、动态再结晶过程,结果发现:随应变量的增加,多边化形成的小角度亚晶界不断吸收晶格位错而逐渐转变为大角度晶界,为晶界滑动提供了条件.     

Aermet100钢高温变形动态再结晶晶粒演变行为

目的研究高温变形对合金动态再结晶晶粒尺寸的影响。方法利用Gleeble 3500热模拟试验机对Aermet100超高强度钢进行了热模拟压缩,分析了动态再结晶晶粒在变形温度为800~1040℃、应变速率为0.01~10 s-1条件下的演变行为。结果研究发现,Aermet100钢动态再结晶晶粒随变形温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小,高温、低应变速率变形后获得的动态再结晶晶粒尺寸较大,再结晶充分;低温、高应变速率获得的动态再结晶晶粒尺寸细小,但再结晶不完全。结论根据实验数据,建立了动态再结晶晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数变化的理论模型,为Aermet100钢锻造工艺优化提供了理论依据。     

45钢高温拉伸峰值应力和变形储能与Z参数的关系函数研究

通过Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温拉伸实验,变形温度范围1123～1273K,初始应变速率范围0．01～5s^-1,并采用双曲正弦模型,研究了45钢在高温拉伸条件下的峰值应力、变形储能与Zener-Hollomon参数的关系函数。结果表明：峰值应力与Z参数之间能较好地满足双曲正弦关系,其激活能为336．0kJ／mol;同时,变形储能与Z参数满足△GD=0．1269（1nZ）^2-6．8262（1nZ）＋93．873函数关系,且随着应变速率的增加和变形温度的下降而上升,其值在2～20J／mol之间波动。     

热分析技术研究IF钢回复、再结晶及相变过程

利用DSC技术研究IF钢回复、再结晶、相转变行为,指出第二相粒子对冷变形IF钢间段退火过程的影响,通过定量计算再结晶激活能的方法说明第二相弥散析出对再结晶过程的控制作用。DSC定量分析铁的同素异构转变潜热为10J/mol。     

3003铝合金热变形流变应力及动态再结晶模型

在变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10.0s~(-1)的条件下,通过Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行高温等温压缩实验。结果表明,该合金在热变形过程中的峰值流变应力可用双曲正弦本构方程来描述,由本构方程计算获得模型的流变应力预测值和实测值的相对误差在±7%范围以内。根据热力学不可逆原理确定动态再结晶临界应变,建立动态再结晶开始时间与变形温度关系的RTT(Recrystallization Start Time)图,研究表明:动态再结晶开始时间随着应变速率的减小与变形温度的降低而增大,由流变应力曲线计算动态再结晶体积比例,其大小随变形温度的升高和应变速率的减小而增大,并获得3003铝合金动态再结晶体积分数数学模型。     

基于加工硬化率的新型轻质钢动态再结晶临界条件及变形机制研究

采用Gleeble3500热模拟实验机,在850～1 050℃温度范围内和0.01～5 s^-1应变速率范围内,对试验钢进行了等温压缩变形处理,得到试验钢的应力-应变曲线。通过数据处理进一步得到试验钢加工硬化率-应变关系曲线、动态再结晶临界应力和临界应变,并借助OM、TEM及EBSD表征技术,分析了试验钢的组织演化规律和变形机制。结果表明：在相对低温和低应变速率下,随着应变量的增加,由于加工硬化再次占据主导地位,试验钢出现了明显的流动应力“二次增大”现象;随着热变形温度的降低和应变速率的增大,试验钢的峰值应力和临界应力、峰值应变和临界应变都呈现出增大趋势,并得出其相互之间新的关系模型;在变形条件下,试验钢再结晶晶粒尺寸随着温度的升高和应变速率的降低而增大,层错能(SFE)值随着变形温度的升高而增大,范围为181.1～237.4 mJ/m²,试验钢热变形后组织中有孪晶存在,说明SFE并非是影响高锰奥氏体钢变形机制的唯一因素,试验钢的主要变形机制为位错滑移。