304不锈钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3800 试验机对 304 不锈钢进行热压缩试验,变形温度为 900～1200℃,应变速率为 0.01～1 s-1,热压缩试验完成后迅速水冷.对 304 不锈钢的真应力-真应变曲线进行分析,结果表明,304 不锈钢的真应力-真应变曲线的类型包括动态回复+动态再结晶曲线和动态再结晶曲线,并且流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小.根据真应力-真应变数据构建了应变补偿的Arrhenius本构模型,相关系数为 0.9932,相对误差为 6.849%.此外,根据真应力-真应变数据,确定了不同温度下各应变速率的功率耗散因子η和失稳参数ξ(ε·),进而构建了 304 不锈钢的热加工图.根据热加工图确定了304 不锈钢的最佳加工范围为变形温度为 940～1200℃、应变速率为 0.01～1 s-1.     

高强度奥氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

从工业生产的不锈钢大型锻件上取样,在应变速率0.01～10s-1、变形温度850～1250℃条件下采用Gleeble3500热模拟试验机进行了压缩热变形试验,研究了一种高强度奥氏体不锈钢热变形力学行为和再结晶规律,测得热变形激活能为455kJmol,并列出了这种高强度奥氏体不锈钢的热变形方程ε=4.173·1016[sinh(α·σp)]4.06exp-455000RT。基于动态材料模型建立了其在常见形变量之下的热加工图(ProcessingMap)。试验结果说明,该奥氏体不锈钢具有较高的动态再结晶温度,在1150℃变形能量消耗效率达到最大值0.4。     

410不锈钢的热变形行为及热加工图

通过对410不锈钢进行热压缩试验,分析了不同变形温度及变形速率对应力应变曲线的影响,并以此为基础构建了本构方程及热加工图.发现相同应变速率的真应力应变曲线,温度越大,真应力越小.不同应变速率的流变曲线,低应变速率下,应力达到峰值后,将出现下降趋势;而高应变速率下,应力将一直升高,直到达到最大应变量时达到最高.分析热加工...     

USS122G超高强度不锈钢热变形行为及热加工图

超高强度不锈钢作为一种兼具优异力学、工艺与耐腐蚀性能的不锈钢,常用来制造航空、航天和海洋等领域的关键零部件。但是,由于目前对该类合金热加工工艺研究不够充分,导致缺乏科学设计该类合金热加工工艺的依据,难以对其进行合理有效加工。本研究以具有优良综合性能和广阔应用前景的USS122G超高强度不锈钢为研究对象,利用Gleeble-3500热模拟实验机对该合金在变形量为60%（应变约为0.9）、变形温度为930～1 130℃、应变速率为10^-2～10～1s^-1的热压缩变形行为进行系统研究,建立了Arrhenius型本构模型并对其进行修正,获得了基于Murty失稳准则的热加工图。结果表明,随着变形温度的升高（或应变速率的降低）,合金流变应力逐渐减小;构建的Arrhenius型本构方程能够对该合金在应变为0.9时的流变应力进行较好预测。利用基于Murty失稳准则建立的热加工图所得到的合理加工工艺为：温度930～975℃时应变速率0.01～0.28 s^-1,温度975～1 050℃时应变速率0.10～0.28 s^-1和温度1 050～1 130℃时应变速率0.01～0.81 s^-1。     

15-5PH不锈钢的热变形行为及热加工图

在Gleeble-3800热模拟试验机上对15-5PH钢进行高温热压缩试验,研究该材料在变形温度850~1180℃、应变速率0.001~10 s~(-1)、真应变量约为0.9条件下的热变形行为。采用双曲正弦模型建立了该材料的高温变形本构关系,依据动态材料模型建立并分析了其热加工图。结果表明:在热压缩过程中,峰值应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的升高而增大,当变形速率较低时,材料在变形温度范围内均发生了动态再结晶。15-5PH钢的热变形激活能为228.41 k J/mol。从热加工图中获得了该材料最佳热加工参数范围是:变形温度1000~1150℃、应变速率0.001~0.1 s~(-1)。     

6082铝合金热变形行为及热加工图

在Gleeble~(-1)500D热模拟试验机上对O态6082铝合金进行了热压缩实验,研究了该合金在变形温度300~500℃,应变速率0.01~10 s~(-1)条件下的热变形行为和组织演化;基于Arrhenius双曲正弦本构关系建立了6082铝合金的本构方程;基于动态材料模型(DDM)和Murty法建立了热加工图,并结合微观组织进行验证。研究结果表明:6082铝合金为正应变速率敏感材料,峰值应力随温度的降低和应变速率的升高而升高,热变形过程中的主要软化机制为动态回复,在较高温较低应变速率(500℃,0.1 s~(-1))时,该合金发生动态再结晶。计算得到该合金的热激活能为171.1539 k J·mol~(-1),最佳热加工工艺参数区间为:450~500℃,0.2~0.5 s~(-1)。     

Cu-Ni-Si-P合金热变形行为及热加工图

采用高温等温压缩试验,对Cu?Ni?Si?P合金在应变速率0.01~5?1、变形温度600~800°C条件下的高温变形行为进行了研究,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和本构方程。根据实验数据与热加工工艺参数构建了该合金的热加工图,利用热加工图对该合金在热变形过程中的热变形工艺参数进行了优化,并利用热加工图分析了该合金的高温组织变化。热变形过程中Cu?Ni?Si?P合金的流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的提高而增大,该合金的动态再结晶温度为700°C。该合金热变形过程中的热变形激活能Q为485.6 kJ/mol。通过分析合金在应变为0.3和0.5时的热加工图得出该合金的安全加工区域的温度为750~800°C,应变速率为0.01~0.1 s?1。通过合金热变形过程中高温显微组织的观察,其组织规律很好地符合热加工图所预测的组织规律。     

304Cu奥氏体不锈钢热变形本构模型

利用Gleebe-3800热模拟机对304Cu奥氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验,研究其在1000～1200℃、0.1～10 s-1条件的流变行为,利用Johnson-Cook方程建立该材料的热变形本构模型.研究表明,温度和应变速率对304Cu奥氏体不锈钢的流变应力影响显著,流变应力随温度升高而减小,随应变速率增加而增大;基于Johnson-Cook方程的本构模型预测值与实验值较吻合,平均绝对误差为8.67％.     

304和304L奥氏体不锈钢的热加工性能研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机分别对304与304L奥氏体不锈钢进行单道次热压缩实验,研究了材料在变形温度900～1100℃,应变速率0.01～5 s~(-1)条件下的热变形行为及组织演变规律,并基于动态材料模型(Dynamic Materials Mod-el,DMM)对比分析304与304L奥氏体不锈钢的热加工性能。结果表明:304L变形抗力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,其流变曲线可分为加工硬化、动态回复及动态再结晶3种类型。通过构建304与304L奥氏体不锈钢的热加工图,发现当应变量为0.6时,304热加工窗口为970～1050℃、0.01～0.1 s~(-1)和1050～1100℃、0.03～1 s~(-1),并在高温低应变速率区域出现严重的流变失稳现象; 304L热加工窗口为950～1100℃、0.01～0.03 s~(-1)。对比可知304和304 L的可加工温度区间相似,但应变速率区间差异明显,合金元素含量的变化导致可加工应变速率区间向低应变速率方向移动。     

铸态309L不锈钢的热变形行为及热加工图分析

采用Gleeble-3800,对铸态309L不锈钢在900～1 100℃、0. 01～10 s-1进行热压缩模拟,得到实验钢的热变形应力应变曲线、建立其相应的本构方程和热加工图。结果表明:309L不锈钢的流动应力,对其变形温度和应变速率更敏感;根据Arrhenius模型构建铸态309L不锈钢峰值应力下,相应的本构方程,计算得到其热变形激活能为353. 27 k J/mol;依据相应的变形曲线,绘制本实验钢的热加工图,得出当温度处于1 050～1 100℃、应变速率在0. 01～0. 05 s-1时和温度在1 030～1 100℃、应变速率在3. 1～10 s-1时,309L不锈钢具有最佳的工艺,有良好的热加工性能。     

核电用SA508-3CL钢的热成形行为及加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对SA508-3CL钢在变形温度800℃~1 200℃、应变速率0.001s-1~1s-1条件下进行热压缩实验,并将获得的真应力真应变数据引入Arrhenius型本构方程,通过多元线性回归计算,得到了SA508-3CL钢的变形激活能为422.455kJ·mol-1,同时建立了该钢的流变应力本构方程。将功率耗散图与失稳图叠加,得到了SA508-3CL钢在应变量为0.3、0.5和0.7时的热加工图,对在应变量为0.7时的热加工图及金相组织分析表明,该钢的组织缺陷主要是局部流变失稳,该钢的安全加工条件为温度1100℃~1200℃,应变速率0.01s-1~0.1s-1。     

Pb-Mg-Al合金的热变形行为与加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究Pb-Mg-Al合金在变形温度453～613 K、应变速率0.01～1 s-1条件下的热压缩流变行为,计算应力指数和变形激活能,采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系,基于Murty准则,建立Pb-Mg-Al合金的加工图。结果表明:Pb-Mg-Al合金为正应变速率敏感材料;该合金的热压缩变形流变应力行为可用双曲正弦函数本构方程和Zener-Hollomon参数来描述,其平均变形激活能为149.524 4kJ/mol;从加工图分析并结合激活能,确定Pb-Mg-Al合金的最优变形温度和应变速率分别为533 K和0.1 s-1。     

微碳钢的热变形方程及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了微碳钢在700～1100℃、0.01～10 s-1条件下的热变形行为。确定了其在铁素体区和奥氏体区的热变形方程。建立了微碳钢在不同应变量下的热加工图(Processing Map)。结果表明,在铁素体区和奥氏体区,试验钢的峰值应力大小基本相当;试验钢在铁素体区和奥氏体区的热变形激活能分别为302 kJ/mol和353 kJ/mol;不同真应变下的热加工图相似,当变形温度为875℃,应变速率为0.01 s-1时,能量消耗效率达到最大值为0.5。     

409L铁素体不锈钢热变形行为

采用热/力模拟实验方法研究了409L铁素体不锈钢(409LFSS)在950～1150℃、应变速率为0.05～2.5 s-1条件下的热变形及组织变化,讨论了热变形参数对流变应力和显微组织的影响.结果表明,409L铁素体不锈钢的表观应力指数及热变形表观激活能分别为4.45、262 kJ/mol;其热变形方程为ε=5.347×1011[sinh(α·σp)]4.45exp(-262000/RT);该钢的铁素体软化机制与Z参数有关,且随着Z值从2.09×108增加到3.92×1011,热变形峰值应力相应从13.73 MPa增加到65.08 MPa.     

Ti6242合金的热变形行为及加工图

利用Gleeble-3800对Ti6242合金进行热模拟压缩试验。研究了压缩量为60%、应变速率分别为0.01、0.1、1、10 s-1,变形温度分别是900、950、1000、1050、1100℃条件下试样的热变形行为。根据试验参数得出Ti6242合金本构方程,绘制Ti6242合金真应力-应变曲线,基于动态材料模型建立热加工图。结果表明,流变应力随着变形温度的升高而下降,随着应变速率的增加而升高,变形激活能Q=453.74 k J/mol,最佳热加工工艺为变形温度1000~1050℃应变速率0.1 s-1左右。     

Cu-Cr-Zr-Y合金热压缩力学行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-Cr-Zr-Y合金进行高温等温压缩试验,变形温度和应变速率分别为650~850℃和0.001~10 s-1,对合金高温热压缩过程中的变形行为进行研究。结果表明:其流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而减小。并根据动态材料模型绘制和分析了该合金的热加工图,得出了热变形过程的最佳工艺参数为:温度为800~850℃,应变速率范围为0.001~0.1 s-1。     

超超临界锅炉用S31042钢的热变形加工图

  在Gleeble-3800热模拟试验机上,研究了S31042合金的热塑性及热变形行为,并建立了合金的热加工图。结果表明,在900~1250℃热变形范围内,合金均具有较好的热塑性;计算得出合金的热变形激活能为467.412 kJ/mol;通过热加工图分析得出,合金适宜初始加工温度范围在1200~1250 ℃,采用此参数锻造获得的锻坯组织细小均匀。     

0Cr24SiAl铁素体不锈钢的热变形行为

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机对0Cr24Si Al铁素体不锈钢进行了不同温度(700~1100℃)、特定变形速率2.0 s-1的拉伸和不同温度(900~1150℃)、不同变形速率(0.01~2.5 s-1)的压缩试验,研究了不同温度和不同变形条件下0Cr24Si Al的塑性与变形抗力的关系,建立了变形抗力数学模型热塑性本构方程ε·=3.634×1017[sinh(0.018σ)]3.71exp(-387 847/RT)。结果表明,0Cr24Si Al铁素体不锈钢的热变形激活能为387.847 k J/mol,热变形塑性较好的温度范围是950~1150℃。     

资源节约型GH4169合金热变形行为及热加工图

为获得组织细小均匀的资源节约型GH4169合金大型锻棒,采用Gleeble-3500型热模拟试验机研究了一种资源节约型GH4169合金的热变形行为,基于应力-应变曲线和峰值应力和应变,建立了该合金的热变形本构关系以及一种描述其流变应力行为的本构方程,并基于动态材料模型绘制了该合金的热加工图.结果 表明:该合金的再结晶激活能(Q)为467.91 kJ·mol,与高纯材料冶炼的合金相当,表明资源节约型高温合金具有与高纯材料冶炼合金相似的热加工性;该合金再结晶组织有较高热加工参数敏感性,随变形量的增加,热加工工艺参数窗口变窄.