热变形参数对α→γ逆相变再结晶晶粒细化的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了热变形参数对低碳微合金钢α→γ逆相变再结晶的影响及其晶粒细化的机制。结果表明,试验钢中非平衡态组织马氏体在再加热过程中,原奥氏体晶粒发生了逆相变再结晶,并随变形温度的降低,再加热淬火后的奥氏体晶粒逐渐细化;在部分再结晶区变形得到的混晶组织,可以通过逆相变再结晶得到消除;随变形量的增加,再加热淬火后的奥氏体晶粒逐渐细化。     

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。     

35CrMo钢动态再结晶过程数值模拟与试验研究

以热物理模拟试验研究为基础,得出35CrMo钢发生动态再结晶时的数学模型。采用热一力耦合的弹塑性有限元法对35CrMo结构钢在热变形过程进行了数值模拟。变形的不均匀性导致动态再结晶进行的不等时性,动态再结晶的发生初始于大变形区,随着应变的增加,逐渐向粘着区和自由变形区延伸。同时预测热变形过程的形变量、形变速率和形变温度对再结晶微观组织演变的影响。在一定温度下,再结晶晶粒尺寸的大小与应变速率呈反方向变化,随着变形的进行,试样内的晶粒尺寸趋于细化和均匀化。在一定应变速率下,随着形变温度的降低,再结晶晶粒尺寸趋于细化,导致了锻件的综合性能提高。为了观察显微组织演化过程,对模拟结果进行了金相法验证,模拟结果与实验结果比较吻合,模拟的结果是合理的。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢热变形和再结晶行为分析研究

在不同变形温度和应变速率下,利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo型耐候钢的热变形过程,在获得该钢在不同变形条件下的真应力-真应变曲线的基础上,绘制了该钢的动态再结晶图,并研究了它在不同应变速率下的再结晶行为及显微组织特点。结果表明:该钢的动态再结晶图由三个区域组成,即完全动态再结晶区、部分动态再结晶区和非动态再结晶区;当变形量和温度一定时,应变速率越低,再结晶过程越易进行,且再结晶晶粒所占体积分数和晶粒尺寸也都越大。     

压下变形参数对超高强钢再结晶规律的影响

以一种超高强钢为研究对象,对其进行了热力学计算分析和热模拟压下实验,采用金相组织和扫描形貌分析等手段,研究了压下变形参数对超高强钢再结晶的影响规律。研究结果表明：变形速率越大,变形温度越低,实验钢动态再结晶越不容易发生;变形温度为950 ℃,变形速率为0.1 s-1时,真应变为0.1,奥氏体晶粒尺寸为6524 μm;真应变为05时,稳态连续再结晶形成的奥氏体沿着原来奥氏体向晶内长大,尺寸较为均匀,晶粒细化到4821 μm;真应变为08时,发生非连续再结晶,晶粒细化到3045 μm,呈现多边形等轴状。     

基于微观机理的电磁铸造35CrMo钢的高温流变本构方程

采用Gleeble-3810热模拟试验机,在变形温度为850~1150℃,应变速率为0.01~10 s-1条件下对电磁铸造35CrMo钢进行等温恒应变速率压缩试验,研究了应变温度、应变速率对35CrMo钢的高温流变应力行为的影响。以应力-位错关系和动态再结晶动力学为基础,分别构建了35CrMo钢临界应变前后的本构方程。结果表明:35CrMo钢的流变应力与应变速率呈正相关,与应变温度则呈负相关;高温低应变速率下的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶现象,显微组织分析显示,降低应变温度和提高应变速率能有效细化变形组织晶粒。而Deform-3D有限元模拟表明,构建的本构方程能够准确预测电磁铸造35CrMo钢的高温流变应力。     

Fe-18Mn-0.6C TWIP钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上通过单道次压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,试验TWIP钢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;各种变形条件下,TWIP钢的奥氏体晶粒尺寸有很大差异,随着变形温度的升高,再结晶晶粒粗化,而应变速率和应变量的增加有利于晶粒细化;最后采用线性回归方法计算出TWIP钢的热变形激活能为443.3 kJ/mol,并求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系,以及动态再结晶动力学规律。     

不同温度回火后30MnB5热成形钢的EBSD研究

将30MnB5热成形钢采用淬火+回火处理,利用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了淬火态和不同温度回火后马氏体变体与母相的取向关系及其取向差变化,采用单个原奥氏体晶粒区域做出的马氏体{100}极图,并结合等密度线极图的方法对马氏体变体与母相的取向关系进行了判定.结果表明,30MnB5热成形钢淬火后得到的马氏体变体与母相的取向关系更接近N-W关系,实际极点分布在理论极点周围,并且经不同温度回火后,马氏体变体与母相的取向关系没有明显改变,但变体数目有减少的趋势.淬火态和不同温度回火后马氏体变体的取向差都主要分布在5°以下和50°以上,随着回火温度的升高,小于5°的小角度晶界略微减少,但仍占较高的比例,而大于50°的大角度晶界则呈上升趋势.这些小于5°的小角度晶界主要存在于马氏体变体内部,源自马氏体板条间的取向差,是导致不同马氏体变体间的角度离散分布在理论值周围的主要原因.     

锻热淬火工艺参数对38CrSi钢组织和性能的影响

本文研究了锻热淬火工艺参数对38CrSi钢组织和机械性能的影响。试验结果表明,一般锻热淬火条件下,在锤锻变形过程中,奥氏体发生了动态再结晶,锻后停留,奥氏体晶粒继续长大。锻热淬火组织同普通淬火组织比较,原始奥氏体晶粒和马氏体束尺寸有变化,但基本都是板条马氏体,回火后碳化物析出情况无显著变化。锻热淬火的变形温度高、变形量低、锻后停留时间长,使奥氏体晶粒粗大,冲击韧性ak值有一定程度降低,但对强度、塑性无明显影响。锻热淬火的回火温度对机械性能影响规律,基本同普通淬火情况一致。     

形变对板条马氏体20CrNi2Mo钢组织演化规律的影响北大核心CSCD

在DIL805A/T热模拟试验机上对20CrNi2Mo板条马氏体钢进行了等温单道次轴向热压缩试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度计,研究了形变量对20CrNi2Mo钢板条马氏体组织演变规律和力学性能的影响。结果表明:20CrNi2Mo钢在压缩变形过程中极易发生动态再结晶,动态再结晶开始的临界应变为0.22。当变形量小于临界应变时,原奥氏体晶粒尺寸变化不大,板条束尺寸增加,板条块宽度减小,小角度晶界所占比例逐渐增大,大角度晶界所占比例逐渐减少;当变形超过临界应变后,随着变形量的增加,原奥氏体晶粒、板条束、板条块逐渐被细化,小角度晶界所占比例先略有减小后逐渐增大。极图分析表明,20CrNi2Mo钢在形变过程中板条块取向逐渐呈现择优分布。     

形变对板条马氏体20CrNi2Mo钢组织演化规律的影响

在DIL805A/T热模拟试验机上对20CrNi2Mo板条马氏体钢进行了等温单道次轴向热压缩试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度计,研究了形变量对20CrNi2Mo钢板条马氏体组织演变规律和力学性能的影响。结果表明:20CrNi2Mo钢在压缩变形过程中极易发生动态再结晶,动态再结晶开始的临界应变为0.22。当变形量小于临界应变时,原奥氏体晶粒尺寸变化不大,板条束尺寸增加,板条块宽度减小,小角度晶界所占比例逐渐增大,大角度晶界所占比例逐渐减少;当变形超过临界应变后,随着变形量的增加,原奥氏体晶粒、板条束、板条块逐渐被细化,小角度晶界所占比例先略有减小后逐渐增大。极图分析表明,20CrNi2Mo钢在形变过程中板条块取向逐渐呈现择优分布。     

低碳钢奥氏体晶粒尺寸的控制

分别采用高温形变再结晶和低温变形后快速加热冷却等两种方法获得尺寸不同的低碳钢奥氏体晶粒组织,通过控制形变温度、形变量、应变速率及变形道次等工艺参数。低碳钢奥氏体高温形变动态再结晶可使晶粒细化到１５－２０μｍ左右,奥氏体动态再结晶晶粒尺寸取决于Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ（Ｚ）参数,提高应变速率及降低形变温度都有利于Ｚ参数增大,流变相力峰值较高,奥氏体动态再结晶晶粒减小,通过奥氏体化合淬火－６５０℃     

C250钢热变形奥氏体静态再结晶行为北大核心CSCD

利用双道次热压缩试验方法,在Gleeble 1500热模拟机上研究了C250马氏体时效钢在热变形时的静态再结晶软化行为。分析了变形温度、应变速率、变形量以及初始奥氏体晶粒尺寸等不同工艺参数对静态再结晶行为的影响,并观察了不同变形条件下的静态再结晶晶粒尺寸变化。基于试验数据,构建了C250钢静态再结晶的动力学模型,得到了C250钢静态再结晶的激活能为146900.1 J·mol^(-1)。试验结果表明:提高变形温度、加快应变速率、增大变形量以及增加道次间隔时间均能有效地增加C250钢的静态再结晶体积分数,其中变形量对静态再结晶体积分数的影响最大,而初始奥氏体晶粒尺寸对其影响较小;不同变形条件下试样的金相组织有显著的静态再结晶现象,且与计算得到的影响趋势相同;基于双道次热压缩试验数据,将静态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行对比分析,两者较为吻合。     

42CrMo钢亚动态再结晶行为研究

利用双道次热压缩的方法,研究了42CrMo钢在高温变形道次间隔时间内奥氏体的亚动态再结晶行为。基于试验结果,建立了42CrMo钢的亚动态再结晶动力学模型。讨论了工艺参数对亚动态再结晶晶粒大小的影响规律。结果表明,42CrMo钢很容易发生亚动态再结晶,道次间隔时间越长,材料软化程度增大,亚动态再结晶越明显。随着变形温度的升高、应变速率的增大,完全亚动态再结晶所需时间迅速减少;将亚动态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行比较,二者吻合较好;变形温度越低、应变速率越大,亚动态再结晶晶粒越小。相同形变条件下,亚动态再结晶晶粒明显细于静态再结晶晶粒。     

Q235钢静态再结晶行为的研究

利用热模拟试验机对Q235钢进行双道次压缩试验,通过研究其在静态变形过程中再结晶分数的变化规律,揭示不同因素对其静态再结晶的影响机制。结果表明,变形量增加,温度升高,原始奥氏体晶粒尺寸减小及应变速率提高,可加速Q235钢的静态再结晶过程。同时,通过降低变形温度和增加变形量可细化Q235钢奥氏体晶粒。     

形变温度对含ZrC粒子的20Mn2钢晶粒细化的影响

采用热模拟单向压缩试验，研究了含碳化锆粒子的20Mn2钢在不同温度（850～1150℃）和不同形变量（30％～80％）下的晶粒细化行为。组织分析表明，ZrC粒子起到形变核心和再结晶核心的作用，提高了奥氏体动态再结晶形核率，即使在1150℃和1050℃的高温形变状态下，晶粒也能细化至3～4μm；同时因为ZrC作为形变核心的作用，增大了奥氏体内的局域集中形变程度，使得形变诱导铁素体相变能够在较高的温度（950℃）下提前发生；并因为晶粒的细化提高了获得马氏体组织的临界冷却速度，使得各温度下的形变淬火态组织发生了由马氏体向贝氏体乃至形变诱导铁素体的演变过渡。硬度分析表明，晶粒细化及应变产生的硬化作用不仅足以抵消因马氏体或贝氏体的减少和消失带来的硬度降低，还能够进一步提高20Mn2钢的硬度值，并且晶粒细化产生的硬化幅度更大。应力应变分析表明，由于奥氏体再结晶引起了1150℃和1050℃下的形变应力下降，同时由于形变诱导铁素体相变及其再结晶降低了950℃及其以下各温度的形变应力。     

TA15钛合金的热变形微观组织与织构

采用X线衍射仪和EBSD分析研究近α型TA15钛合金在不同工艺参数下的热压缩变形组织和织构演变规律。结果表明:TA15合金热变形后淬火组织中存在针状马氏体α′相;晶粒在(101)和(002)滑移面上的滑移率先达到临界分切应力,发生塑性变形,使组织细化,并最终导致变形组织的择优取向;在小应变速率(0.01 s-1)和低变形温度(950℃)条件下,动态再结晶分数较高,产生较强的再结晶织构;随着变形温度和应变速率的升高,材料晶粒取向性减弱。     

35CrMo结构钢的热变形行为

通过对奥氏体再结晶行为的研究得到35CrMo钢发生动态再结晶的形变条件为:形变温度T>1000℃,应变速率ε≤1/s.描述动态再结晶动力学方程f=1-exp(-b(Z)tn(Z))中的系数b和n与变形参数Z有关.计算值与实测值较为吻合.通过非线性回归得到35CrMo钢的动态再结晶晶粒尺寸的关系式为:DDRX=2.25 × 104Z-0.22.通过双道次压缩和单道次压缩保温实验,得出35CrMo钢静态再结晶激活能和动力学方程.     

低碳高铌钢动态再结晶及组织演变

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了低碳高铌钢在不同变形参数下的动态再结晶行为及奥氏体再结晶晶粒尺寸的变化规律。结果表明:低碳高铌钢在较高温度下变形,越易发生动态再结晶行为,再结晶晶粒尺寸也随之增加至32μm;较低应变速率可显著促进试验钢发生完全再结晶,再结晶晶粒的数量与尺寸随之明显增加。     

铸态42CrMo钢高温拉伸变形中工艺参数和动态再结晶对空洞演化的影响及微观损伤机理分析北大核心CSCD

用热模拟实验机对铸态42CrMo钢进行高温拉伸实验,分析了断口及断口附近的微观组织、空洞演化与温度、应变速率及应变之间的关系,探讨了工艺参数和动态再结晶行为对空洞演化的影响,研究了铸态42CrMo钢的微观损伤机理。结果表明:铸态42CrMo钢的变形温度控制在1423~1473 K,并控制应变速率和应变,可以抑制高温拉伸变形中的空洞萌生、长大和聚集;发生动态再结晶行为时,微空洞不易形核和长大,空洞之间聚集的间距减小,增加了断裂应变;铸态42CrMo钢高温拉伸变形过程中,氧化硅、硫化锰、氧化铝和氧化钙等夹杂物的脱落或破裂导致空洞形核,且马氏体晶粒之间也可形核。