金属材料动态再结晶模型研究现状

动态再结晶是热塑性变形过程中重要的材料软化、晶粒细化、组织控制和塑性成形能力改善方法,而材料发生动态再结晶过程形成的组织结构直接决定其综合性能,因此,长期以来动态再结晶一直是热成形过程中的研究热点。概述了动态再结晶的物理机理,介绍了位错密度模型、动力学模型和微观组织演化数值模拟,并对目前研究现状进行分析,展望其未来发展前景。     

基于粘塑性自洽模型AZ31镁合金塑性变形行为研究

以挤压态AZ31镁合金为研究对象,通过修正的VPSC模型,构建耦合滑移和孪生的晶体塑性力学模型,从微观变形机制的角度研究镁合金在不同加载方式下的塑性变形行为.通过EBSD等实验结果与模拟结果对比发现,轴向压缩过程中,协调变形的主要机制为拉伸孪生和基面滑移,拉伸孪晶的大量开启导致晶粒c-轴发生约90°的旋转,使得{000...     

基于多尺度随机模型的多尺度数据综合算法

通过对小波变换综合形式进行分析与概括，建立起基于尺度变量的随机动态模型；针对在不同尺度上拥有不同特征的传感器，研究基于上述随机模型的目标状态的多传感器数据最优预测、滤波和平滑估计问题，其估计值是对不同尺度上（含有不同观测噪声）不同观测量值的综合。     

温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织与织构的影响

使用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和固体内耗仪研究了温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织和织构的影响.结果 表明,温轧后钢的组织由变形铁素体和少量珠光体所组成,随着温轧温度的提高铁素体晶内剪切带的含量呈现先提高后降低的趋势,在450℃温轧剪切带的含量最高.剪切带的形成,与Ti和B元素的偏聚密切相关.在350℃...     

基于GNSA多尺度模型的人脸识别

考虑近似图像信息和细节图像信息,提出了 GNSA 多尺度模型。该模型利用具有 1 个隐含层和 50 个隐单元的神经网络建立不同尺度图像间的映射关系;使用反向传播算法训练神经网络,确定这种映射关系;根据该映射关系由低分辨力图像估计高分辨力图像。采用亮度相似性和对比度相似性量化估计图像与目标图像间的相似程度。实验表明,以该模型分析得到的两种相似性分别为 89.907%和 96.196%;以该模型为基础的人脸识别系统对光照具有很好的鲁棒性。     

基于小波去噪的增强多尺度多传感器数据融合

建立了基于小波去噪的增强多尺度自回归模型。增强多尺度状态可以将直接基于小波变换的多尺度自回归模型的网状结构简化为二叉树结构。基于小波去噪的多尺度模型具有非参数化特性，该模型适合于系统特性不知道的分布式多分辨率多传感器进行建模。最后，应用该算法于高精度划线切割机器人系统中多传感器的建模，实现了型钢划线切割过程中型钢边缘的检测。实验结果和数值仿真表明，多分辨率多传感器的数据融合可以消除噪声的干扰，提高检测系统的测量精度。     

基于多尺度的生物医用高聚物降解强度模型EI北大核心CSCD

生物医用高聚物由于其良好的性能与降解性,在医学上有广泛的应用前景。降解过程中的强度变化直接影响到应用情况,而降解过程的复杂性使得强度预测困难。文中在分析强度影响因素的前提下,首先由公式推导证明代表性强度模型的不适用性,然后在生物医用高聚物的降解多尺度模型基础上提出针对降解变化过程中出现的异质相的异相强度模型,不同相采用不同的强度公式,并与多尺度模型耦合计算,计算结果与实验数据拟合得很好,表明文中提出的方法正确可行。     

基于动态再结晶37CrS4特种钢的流变应力预测模型

使用Gleeble-1500D热模拟实验机对37CrS4特种钢进行单道次热压缩实验,研究了37CrS4钢在950～1100℃和0.01 s-1～10 s-1条件下的热压缩流变应力行为.结果 表明:这种钢的真应力应变曲线出现了明显的高温塑性变形动态再结晶行为;热变形后的微观组织为典型的板条状马氏体,发生动态再结晶行为的临...     

基于随机多尺度力学模型的混凝土力学特性研究

提出一种混凝土材料宏观力学特性分析的新方法--随机多尺度力学模型分析方法.从描述混凝土材料的细观尺度入手,首先采用Monte Carlo法生成由骨料颗粒及砂浆基质组成的混凝土试件的随机骨料模型;然后采用材料特征单元尺度法来剖分有限元网格并投影到建立的随机骨料模型上,各单元网格的力学特性则采用复合材料等效化方法来确定.通...     

基于多尺度模型的RC框架撞击倒塌响应数值分析

为了在保证计算精度的同时提高撞击荷载作用下RC框架结构连续倒塌分析的计算效率,本文基于有限元软件LS-DYNA,建立了撞击响应分析的多尺度模型。针对该模型分别采用拆除构件法和撞击全过程分析法分析了撞击荷载下框架结构的连续倒塌动力响应。结果表明：拆除构件法在分析撞击作用下结构的连续倒塌时,由于忽略了撞击力及其对周围结构造成的初始损伤、初始位移和初始速度,低估了结构的动力响应,不能合理反映撞击作用下框架结构的破坏模式;多尺度模型能够准确模拟撞击作用下框架结构的动力响应和破坏模式,同时计算时间仅为精细模型的三分之一,满足整体结构系统撞击倒塌分析的需要。     

Mg-Al-Ca-Mn-Zn变形镁合金的组织和力学性能

将Mg-1Al-0.4Ca-0.5Mn-0.2Zn(质量分数,%)合金在不同温度挤压,研究其微观组织和力学性能。结果表明：在260℃和290℃挤压的合金均发生不完全动态再结晶,再结晶晶粒尺寸分别为0.75 μm和1.2 μm。二者均具有高密度的G.P.区和球状纳米析出相,能抑制位错运动并为动态再结晶提供丰富的形核位点。沿晶界析出的纳米相能抑制晶界的运动和限制再结晶晶粒的生长,从而生成尺寸为0.75 μm的超细晶粒。随着挤压温度从260℃提高到290℃,合金的屈服强度从322 MPa提高到343 MPa,伸长率分别为13.4%和13%,没有明显的变化。挤压温度的提高促进了动态析出和动态回复,使合金中积累了高密度纳米盘状相和球状相,大量位错通过动态回复转变成小角度晶界,将未再结晶区域细分成密集的层状亚晶粒,二者均能抑制新位错的运动。这些因素,是在290℃挤压后的合金仍具有较高屈服强度和塑性没有明显变化的主要原因。纳米相对位错的钉扎在一定程度上限制了动态回复的发生,使合金中仍存在较高数量的残余位错,也有利于提高其屈服强度。     

新型奥氏体耐热钢CHDG-A的动态再结晶行为及其动力学模型

进行新型奥氏体耐热钢(CHDG-A)的热压缩实验,研究了在900~1100℃、应变速率为0.01-10 s^-1条件下这种钢的热变形特征。结果表明:随着变形温度的提高或应变速率的降低这种钢的流变应力显著降低。基于Arrhenius模型构建了这种材料的本构方程,得到CHDG-A热变形激活能Q为515.618 kJ/mol。微观组织分析结果表明,动态再结晶(DRX)是该材料在实验热变形条件下最主要的软化方式,DRX形核主要通过晶界弓出,变形温度的升高和应变速率降低均有利于再结晶形核。基于真应力-应变曲线求得动态再结晶用Z参数表示的峰值和临界值(σ_p、ε_p、σ_c和ε_c),并确定了ε_c/ε_p,σ_c/σ_p的比值分别为0.52和0.98。同时,还基于Avrami方程建立了CHDG-A的DRX动力学模型。     

Zr对Ti微合金化低碳钢形变奥氏体再结晶和析出相的影响

通过多道次模拟压缩实验,研究不同Zr和Ti含量的三种Ti微合金化低碳钢在950℃~1050℃形变奥氏体再结晶和析出相的变化和最佳变形温度。结果表明,Ti含量的提高和Zr的加入使Ti微合金钢形变奥氏体的再结晶和晶粒长大延迟。Zr的加入还能增加Ti微合金钢中析出相的数量、改善析出相尺寸分布的均匀性进而得到相对均匀的奥氏体组织。变形温度为1000℃时的Ti-Zr微合金钢奥氏体组织最细小均匀。     

Microstructure and Mechanical Properties of Austenitic Stainless Steels after Dynamic and Post‐Dynamic Recrystallization Treatment

The effects of dynamic and post‐dynamic recrystallization (DRX and post‐DRX) on the microstructure and mechanical properties of austenitic stainless steels are critically reviewed. Particularly, the paper is focused on the grain refinement and strengthening by large strain deformation including severe plastic deformation conditions. The DRX and post‐DRX microstructures are considered with close relation to the operative recrystallization mechanisms. Specific emphasis is placed upon two recrystallization mechanisms, that is, discontinuous and continuous, and their dependence on the deformation/annealing conditions. The relationships between DRX microstructures and processing conditions are summarized and their effect on post‐DRX behavior is clarified. The structural strengthening mechanisms including the grain size and the dislocation density are elaborated.

     

Ti-6Al-4V合金热压缩过程中的动态再结晶

在变形温度为870~960℃、应变速率为5×10^-4 s^-1~5×10^-2 s^-1的条件下对Ti-6Al-4V合金进行单道次等温压缩实验,测出其应力-应变曲线并建立KM模型、Poliak-Jonas模型和Avrami模型,较为系统地描述了这种合金动态再结晶过程中的流变应力、临界应变量、组织演变动力学等的特征。将动态再结晶组织的转变体积分数引入Prasad功率耗散率模型,得到了Ti-6Al-4V合金动态再结晶过程中能量的变化规律并结合微观组织表征揭示了这种合金的动态再结晶机理。结果表明：随着变形温度的提高和应变速率的降低,Ti-6Al-4V合金的动态再结晶临界应变量减小,组织转变的体积分数增大。发生完全动态再结晶时的功率耗散率大于0.34,形核机制为位错诱导的弓出形核机制。     

复合形变超细晶纯钛的动态再结晶模型

采用室温等径弯曲通道变形(ECAP)+旋锻复合加工工艺制备超细晶纯钛,用GLEEBLE 3800热模拟试验机对其进行热压缩实验。研究了复合形变超细晶纯钛在温度为200、300、350、400和450℃,应变速率为0.01、0.1和1 s^-1条件下的变形行为。结果表明：实验中真应力-应变曲线的动态再结晶特征显著,出现了明显的单峰值应力。根据复合形变超细晶纯钛的峰值应力值建立的Arrhenius本构方程能预测峰值应力,平均相对误差仅为4.44%;大塑性变形试样在热压缩前进行的保温处理,增大了发生动态再结晶的临界应变值,其材料常数为0.8329;材料变形中的动态再结晶行为发生在应变大于0.1而小于0.4的阶段,应变大于0.4时发生二次硬化。     

基于CSP工艺下DC04冷轧板在退火过程中组织和织构演变的研究

以武钢CSP工艺生产的DC04钢板作为冷轧基材,经冷轧后,在实验室模拟现场工艺进行了退火,利用光学显微镜和电子背散射衍射技术分析了退火过程中的组织和织构的演变。结果表明,DC04冷轧薄板在710℃退火3h后,再结晶基本完成,并且晶粒尺寸较均匀。在710℃退火时,随着退火时间的延长,小角度晶界所占比例逐渐减小,大角度晶界所占比例逐渐增大。在710℃退火12h后,有较强的γ取向线和较弱的α取向线,即获得了理想的退火织构。