AN INVESTIGATION OF DYNAMIC RECRYSTALLI-ZATION OF TC6 Ti ALLOY

本文采用光学金相和电子金相试验方法,研究了TC6合金的动态再结晶,作出了变形温度、变形度和晶粒大小的三维动态再结晶图,确定了获得均匀、细小的等轴β晶粒的热变形工艺参数,并试图以静态再结晶理论对试验结果进行了定性的讨论。     

GH696合金动态再结晶模型

采用热模拟压缩试验研究GH696合金在变形温度为880~1020℃、应变速率为0.01~10.0 s~(-1)、变形程度为30%~60%条件下的高温变形行为。采用金相显微镜对GH696合金高温压缩变形后的显微组织进行观察。结果表明:较高的变形温度和较低的应变速率有利于GH696合金的动态再结晶。采用加工硬化率-流动应力曲线确定GH696合金的动态再结晶临界应变,应用Avrami方程建立GH696合金的动态再结晶体积分数模型,并根据合金的金相定量试验结果建立GH696合金的动态再结晶晶粒尺寸模型。     

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、...     

AerMet100钢的热变形显微组织演变及动态再结晶行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对超高强度钢AerMet100进行热压缩试验,研究其在变形温度为850~1 150℃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,通过分析应力-应变曲线的特征及金相观察,可知AerMet100钢在不同变形条件下呈现出加工硬化、动态回复及动态再结晶特征,且变形温度的升高与应变速率的降低均有利于发生动态再结晶。通过对热变形试验数据的分析计算,建立了高温变形本构关系,动态再结晶临界应变模型和动态再结晶体积分数模型。利用所建立模型对动态再结晶行为进行预测,得到变形温度的下降及应变速率的增加会推迟动态再结晶发生。     

新型优质GH738合金的亚动态(静态)再结晶动力学模型

设计并进行MTS810-25T低周疲劳试验机上的双道次热压缩实验,研究不同初始晶粒尺寸、变形温度、道次间隔保温时间及应变速率条件下新型优质GH738合金的亚动态再结晶动力学,进而结合定量金相分析,建立该合金的亚动态再结晶动力学方程。结果表明：初始晶粒尺寸减小,变形温度升高、道次间隔时间延长、应变速率增大,均可以促进亚动态再结晶的进行,提高再结晶体积分数;而且,提高变形温度和应变速率可以降低亚动态再结晶后晶粒尺寸上的差异,进一步提升组织的均匀程度。进而,结合定量金相及非线性拟合分析,建立了新型优质GH738合金的亚动态再结晶模型,并将所建立模型的预测值和实验值进行了对比分析,符合程度较好,可以满足工程应用要求。     

热变形对耐蚀重轨钢动态再结晶及组织的影响

高强耐蚀重轨U68CuCr是国内新近研制开发的钢轨新品种,通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对耐蚀重轨钢进行单道次压缩试验,测定了在不同变形温度、变形量和变形速率条件下的真应力-真应变曲线,分析了热变形参数对珠光体动态再结晶行为的影响.利用金相显微镜和扫描电镜观察了不同变形条件下空冷得到的珠光体显微组织,测定了珠光体片间距和珠光体球团等显微组织参数,分析了热变形参数对珠光体组织影响的规律.研究表明:变形温度升高、变形速率降低、变形量增大的条件下,利于耐蚀重轨钢动态再结晶的发生;当变形温度和变形量一定时,变形速率越低,发生动态再结晶的可能性越大,应力峰值和临界应变减小;发生动态再结晶后得到珠光体组织,其珠光体片层间距和珠光体球团尺寸比未发生再结晶得到的珠光体更细小.     

GH4742高温合金的动态再结晶行为EI北大核心CSCD

采用Gleeble-1500D热模拟机对GH4742高温合金进行高温压缩试验,观察该合金的金相组织和TEM显微组织并进行对比分析,研究该合金的动态再结晶行为。结果表明:小应变速率、大变形程度及高变形温度均促进了该合金动态再结晶的进行,第二相粒子通过影响位错的运动来影响合金的动态再结晶行为;晶界弓出机制是GH4742高温合金动态再结晶的主要形核方式,部分孪晶通过叠加方式形核;通过对真应力—真应变曲线数据的计算拟合,构建了GH4742高温合金动态再结晶模型。     

7050铝合金热塑性变形流变应力和组织演变的研究

借助Gleeble-1500热模拟试验机对7050铝合金在不同应变速率、变形温度和压下率下进行镦粗试验,获得了在250、325℃、400、475℃变形温度下变形速率分别为0.01、0.1、1、10s-1的真应力-真应变曲线,进而分析了热塑性变形条件对该合金流变应力的影响。结果表明:变形温度越低、应变速率越高,流变应力越大,变形初始阶段流变应力随变形量增加而增大,达到极限值后进入近似稳态流变。与金相实验和光学显微镜观察试验方法相结合,研究了7050铝合金的高温热塑性变形条件下微观组织的演变规律;与压力加工原理相结合,分析了热塑性变形过程中变形参数和组织演变的关系。结果表明:通过改变变形温度、压下率和压下速率能有效改变动态再结晶组织体积分数和动态再结晶晶粒尺寸,压下率对该合金动态再结晶的影响较明显,不同温度下开始动态再结晶对应的变形量不同。     

TA15钛合金β热变形中的动态再结晶形核

利用Thermecmaster-Z型热模拟试验机在β相区对TA15钛合金进行了热压缩试验,采用金相显微镜及EBSD取向差分析技术,研究了TA15钛合金β热变形中动态再结晶形核.结果表明,随内、外界条件的不同,TA15钛合金存在两类典型的动态再结晶形核地点,即晶界周围及变形带.相应地,随应变速率增大,存在两种动态再结晶形核机制,在较低应变速率下,晶界弓弯形核是动态再结晶的主要形核机制,晶界、三岔界是主要形核地点;在高应变速率下,动态再结晶不仅可以在晶界、三岔界附近形核,还可以借助变形带形核.此时的动态再结晶形核为晶界弓弯与亚晶旋转机制共同作用.     

铸态AZ80+0.4Ce镁合金的热压缩变形试验研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,在变形温度300℃~420℃、应变速率0.000 5 s-1~0.5 s-1的变形条件下,对铸态AZ80+0.4Ce镁合金进行热压缩试验。试验研究了该合金的高温流动应力变化规律,采用金相显微镜分析了温度、应变速率对微观组织的影响。结果表明:铸态AZ80+0.4Ce镁合金的高温流动应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,增加变形温度和降低应变速率都会降低材料的流动应力;热压缩温度越高,动态再结晶进行越充分,应变速率越大,动态再结晶晶粒越细。     

316LN不锈钢动态再结晶研究

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机在850～1250℃,应变速率0.01～10 s-1,变形程度0.91条件下对316LN奥氏体不锈钢进行热压缩变形试验。在真应力应变曲线上没有出现明显应力峰值,金相观察表明,316LN不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶。对实验数据进行拟合,得到316LN不锈钢的热激活能和热变形方程,并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数。     

50SiMnVB合金钢动态再结晶临界模型的建立

通过热模拟压缩试验分析了50SiMnVB合金钢在应变速率0.01～10 s-1、变形温度800～1000℃下的高温热变形行为。利用金相显微镜观察了钢压缩变形后的显微组织。结果表明:50SiMnVB合金钢热变形过程中出现了典型的动态再结晶(DRX)现象,应变速率对合金DRX影响较小,而温度影响较大,且应变速率越小、温度越高,越容易发生动态再结晶。根据试验结果,基于应力应变曲线,确定了钢DRX发生的临界应变,并建立了临界应变模型。     

P92高温高压钢管挤压成形组织研究

高温高压管是核电设备和火力发电设备使用的关键基础结构件。本文通过Gleeble热模拟实验机,对P92耐热钢进行热压缩变形实验,从而得到P92耐热钢的真实应力应变曲线。对真实应力应变曲线进行观察,发现材料在高温变形过程中出现了动态软化现象。通过引入Zener-Hollomon参数,建立P92耐热钢的本构方程。另外,对热压缩试样进行金相实验,分析实验数据和金相实验结果。研究变形温度、变形量、应变速率等变形参数对动态再结晶和流变应力的影响规律,得到了P92合金的动态再结晶数学模型和晶粒尺寸模型。最后利用FORGE有限元软件,对管材的热挤压过程和动态再结晶过程进行模拟分析。     

AZ31B镁合金拉伸应力-应变和再结晶组织

通过单向热拉伸试验和金相显微组织观察研究了AZ31B薄板热变形过程及变形前后的再结晶组织.结果表明:160～400℃的热拉伸应力-应变曲线具有3个特征温度区间,且明显区别于室温的应力-应变曲线.薄板制备方式和退火制度对应力峰值有较大影响.在160～200℃热变形中,发生了不完全静态和动态再结晶.最佳热变形参数为:变形温度为260～320℃,变形前静态再结晶时间为12～18 min,应变速率为1×10-3s-1.此时延伸率δ达925%～137%,可获得均匀分布的细小等轴动态再结晶组织.     

300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10 s-1时,其变形温度高于1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。     

变形温度对AZ80镁合金组织性能的影响研究

对AZ80镁合金进行挤压试验,研究变形温度对其微观组织演化和塑性性能的影响.金相分析表明:动态再结晶体积分数和再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大,但是温度高于300℃后再结晶晶粒尺寸增大速度加快,容易造成晶粒粗大.极限压缩试验表明:300℃时的塑性最佳,变形程度达到83.3％.     

一种DC04钢的动态再结晶行为的研究

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了DC04钢的单道次压缩变形,通过金相组织及应力-应变曲线分析不同变形参数对动态再结晶行为的影响。结果发现,当形变速率为10s-1时,DC04钢主要以加工硬化和动态回复为主;当形变速率为5s-1时,1000~1100℃变形后,动态再结晶明显,900~950℃变形后以加工硬化和动态回复为主;当形变速率为0.1s-1时,850~1100℃变形后均发生了动态再结晶,900、1000℃变形后应力-应变曲线出现周期峰值。计算出实验用DC04钢的动态再结晶激活能为125.8kJ/mol,给出了DC04钢的动态再结晶区域图。     

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。     

喷射成形7055铝合金的热变形行为及显微组织演变

采用Gleeble-3500热模拟试验机对经过致密化的喷射成形7055铝合金进行热压缩试验。热压缩之后的样品使用金相显微镜和透射电镜观察。结果表明:随着热变形温度的升高或应变速率的降低,峰值应力逐渐减小。该合金的热压缩流变应力行为可以用双曲正弦形式的方程表示,也可以用Zener-Hollomon参数来描述。喷射成形7055铝合金热变形过程中组织演变可以使用Zener-Hollomon参数定量表征,其软化机制主要为动态回复和动态再结晶。随着lnZ值的降低,合金的软化机制由动态回复逐渐转变为动态再结晶且再结晶尺寸变大。变形后合金中分布的高密度、纳米级的Al_3Zr粒子可有效阻碍合金在热变形中的动态再结晶。     

45Cr4NiMoV合金钢热变形的本构模型

在Gleebles-1500热模拟试验机上,研究了45Cr4NiMoV合金钢在变形温度为800~1150℃、应变速率为0.002~5 s-1、最大变形量为60%条件下的热变形行为。采用Zener-Hollomon参数法来构建合金的本构模型。通过真应力-应变曲线,发现45Cr4NiMoV合金钢在热压缩变形过程中发生了动态再结晶,分析了温度、应变速率对动态再结晶的影响,并通过金相试验得到了验证。误差分析表明,所建立的本构模型能较好地反映出其高温流变特性。