13Cr超级马氏体不锈钢的热变形行为研究

利用Gleeble热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次热模拟压缩实验,以研究温度在950～1200℃、应变速率在0.1～5 s~(-1)下的热变形行为,并分析了不同条件下晶粒的组织演变规律;基于Sellars双曲正弦模型构建了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程。结果表明,随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值应力降低;随着变形温度的升高,晶粒逐渐长大、粗化。随着应变速率的升高,动态再结晶晶粒明显细化。经计算得到了热变形激活能Q=519580.9 J/mol,并得到了Zener-Hollomon参数的表达式。     

1Cr13马氏体不锈钢热变形行为的研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对1Cr13马氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验,研究其在850~1200℃,0.005~2.5 s-1条件下的热变形行为,并基于Arrhenius双曲正弦模型和试验数据,构建了1Cr13马氏体不锈钢的高温流变应力模型。结果表明,1Cr13马氏体不锈钢的应力指数为5.321,热变形激活能为432.7318kJ/mol。     

11Cr17马氏体不锈钢浸硫氮化耐磨性研究

对11Cr17马氏体不锈钢进行了浸硫氮化处理,利用金相显微镜和显微硬度计测量了渗层的厚度及硬度梯度,在MM-200磨损试验机上分别进行了干磨和油磨的耐磨试验,并用三维超景深显微镜测量了磨痕面积.研究结果表明:11Cr17浸硫氮化试样比11Cr17未处理试样的耐磨性能大幅度提高;11Cr17浸硫氮化与M2高速钢未表面处理相比,油磨性能相当,但干磨性能较后者好.     

11Cr17不锈钢

正11Cr17不锈钢在所有耐热钢中,硬度最高,可制造喷嘴、轴承。力学性能:退火硬度≤269 HB、淬火回火硬度≥58 HRC。美国牌号为440C。执行标准:GB/T 1220—1992。化学成份(质量分数,%):0. 95～1. 20 C;≤1. 00 Si;≤1. 00 Mn;≤0. 030 S;≤0. 035 P; 16. 00～18. 00 Cr;≤0. 60 Ni;≤0. 75 Mo。     

13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。     

16Cr超级马氏体不锈钢的热变形特性

采用Gleeble3800热模拟试验机对16Cr超级马氏体不锈钢进行高温热压缩试验,测得其高温流变应力曲线。通过双曲正弦模型构建了试验钢的热变形本构方程,获得了该钢的热变形表观激活能Q为533.018 k J/mol。根据材料动态模型绘制试验钢热加工图,结合高温变形后显微组织,确定可行热加工工艺参数:变形温度为925~1025℃,应变速率为0.01~0.1 s~(-1);变形温度为1050~1100℃,应变速率为0.1~10 s~(-1)。此时试验钢组织发生了完全动态再结晶,晶粒明显细化,且对应的能量耗散效率较高。     

75Cr1高碳合金钢的热变形行为

采用Gleeble 3800热模拟试验机研究在变形条件为800~1100 ℃,1~30 s^-1下的高碳合金钢75Cr1的热变形行为。结果表明：应变速率越快,温度越低,材料所受的应变抗力越高;采用线性回归法,计算试验钢75Cr1的热变形激活能为Q_d=264 kJ/mol;根据存储能演化规律,找出了热变形过程中75Cr1钢的临界应变点和X_D的表达式。     

低碳马氏体不锈钢热变形行为及本构方程

为研究低碳马氏体不锈钢的热变形行为，利用Gleeble-3800热模拟试验机对该材料进行不同温度的压缩变形试验，利用流变应力曲线构建了基于Arrhenius双曲正弦模型的本构方程，并建立试验材料的热加工图，最后对比分析试验材料在不同变形条件下的显微组织。结果表明，材料在高变形温度与低应变速率下变形时主要发生动态再结晶现象，在低变形温度与高应变速率下变形时主要发生加工硬化现象，流变应力的理论值与实测值的线性相关系数为0.995 5,验证了本构方程的准确性；结合热加工图分析和显微组织观察，得出该材料的失稳工艺窗口区域为变形温度1 020～1 120℃、应变速率0.01～1 s^-1;材料的最佳工艺窗口区域为变形温度900～1 150℃、应变速率0.003～0.01 s^-1。变形温度的提高有利于将粗大变形组织逐渐转变成细小的等轴组织，应变速率的降低同样有利于发生动态再结晶，但过低则会延长变形时间，导致再结晶晶粒逐渐长大与粗化。     

高氮马氏体不锈钢3Cr13N的热变形方程

高氮马氏体不锈钢以其高硬度、高耐蚀性能顺应了刀剪材料的发展要求。利用Gleeble-1500热模拟试验机,在900~1050℃范围,0.05~0.5 s-1应变速率条件下,对高氮马氏体不锈钢3Cr13N进行了高温轴向压缩试验,测得了钢的高温流变曲线。结果表明,该钢流变应力(或峰值应力σp)和峰值应变εp随着变形温度T的升高和应变速率ε的降低而减小,而且,ln[sinh(0.012σp)]与lnε、ln[sinh(0.012σp)]与T-1都近似成直线关系。由此计算出该钢的动态再结晶激活能为443.45 kJ·mol-1,并确立了该钢的热变形方程。     

1 Cr17 Ni2马氏体不锈钢的热塑性

采用Gleeble-1500热模拟试验机模拟实际生产中加热过程及热变形过程,对1Cr17Ni2钢进行热拉伸试验,结合组织观察分析了加热温度及变形温度对1Cr17Ni2钢热塑性的影响及造成这种影响的机理。试验结果表明,1Cr17Ni2钢热塑性随加热温度的升高而降低,但加热温度对1Cr17Ni2钢热强性影响不大,1Cr17Ni2钢在900℃以上变形均具有良好的塑性,1Cr17Ni2钢热塑性是由动态再结晶完成程度及体积分数决定,动态再结晶越充分,热塑性越好。     

7Cr17Mo马氏体不锈钢组织和冲击韧性

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计、冲击试验机等观察和分析了7Cr17Mo马氏体不锈钢在980～1110℃不同温度淬火下的组织特征和性能变化。结果表明,淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于隐针马氏体基体上,碳化物以(Fe,Cr)23C6为主。随着淬火温度的升高,残留奥氏体含量增加,马氏体过饱和度增加,针状马氏体组织变粗,1060℃时硬度升高到最大值59 HRC。冲击试验结果表明在980～1080℃淬火时,随淬火温度升高,冲击韧性提高,1080℃时冲击韧性最好,其后下降。SEM断口形貌表明室温下冲击断裂方式为微孔聚集型断裂。     

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℃。     

ZG5Cr17Ni2马氏体不锈钢软化工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计等实验设备,通过高温回火+等温球化处理工艺研究了ZGCr17Ni2马氏体不锈钢的软化行为,分析了组织、硬度变化规律。结果表明:回火温度由600℃逐步提高至700℃,组织由铸态的珠光体+马氏体+残余奥氏体+莱氏体+碳化物转变为珠光体+回火索氏体+不稳定残余奥氏体+莱氏体+碳化物,硬度由铸态时的HRC47逐步降低至HRC29。随后进行的等温球化使其基体珠光体进一步球化,但对硬度影响不大。最佳软化处理工艺为:高温回火650℃+2 h,等温球化760℃+2 h-700℃+2 h,炉冷。其组织为粒状珠光体+莱氏体+碳化物,硬度为HRC27。     

06Cr25Ni20不锈钢的热压缩变形行为

采用Gleeble-3500热模拟机研究了06Cr25Ni20不锈钢在变形温度为950~1200℃,应变速率为0.5~50 s-1条件下的热压缩变形行为。通过线性回归分析确定06Cr25Ni20不锈钢的应变硬化指数以及变形表观激活能,获得06Cr25Ni20不锈钢高温条件下的流变应力本构方程,并验证该流变应力本构方程的准确性。研究结果表明,06Cr25Ni20不锈钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度升高而降低。     

马氏体TiAl合金的热变形行为

为研究马氏体TiAl合金的热变形行为,对Ti-42.1Al-8.3V合金进行1320 ℃油淬,得到马氏体,然后利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了马氏体在变形温度为1000~1150 ℃、应变速率为0.001~1 s^-1下的热变形行为。利用背散射电子成像(BSE)和背散射衍射(EBSD)研究了热变形参数对TiAl合金显微组织的影响,通过分析真应力-真应变曲线,结合双曲正弦方程建立了本构方程。结果表明,马氏体TiAl合金的流变应力曲线符合动态再结晶特征,峰值应力随着变形温度的降低和应变速率的增大而增大;通过计算得到n为2.175,变形激活能Q为595.79 kJ/mol,并构建了马氏体TiAl合金的本构方程;在热变形后,TiAl合金中近等边三角形排布的马氏体转变成α₂/γ片层结构。随着变形温度的升高和应变速率的减小,α₂/γ片层逐步被再结晶晶粒替代,最后在变形温度为1100 ℃、应变速率为0.001 s^-1条件下全部转化为等轴晶。另外,随着应变速率的降低和变形温度的升高,晶粒充分长大,逐渐粗化。     

马氏体不锈钢高温变形抗力研究

介绍了使用模拟试验机对马氏体不锈钢加工过程进行的热模拟试验，实测数据经计算机优化处理后建立确定马氏体不锈钢变形抗力的数学模型。     

9Cr18马氏体不锈钢半固态触变压缩行为研究

通过DSC404F3差式扫描量热法(DSC)研究了9Cr18马氏体不锈钢的固相线温度和液相线温度,通过对Thermo-Calc热力学模型进行分析,研究了在加热过程中材料的组织变化。在Thermecmastor-Z热模拟试验机上对热轧态和半固态坯料9Cr18不锈钢进行了触变压缩实验,根据所得结果绘制了应力-应变曲线。研究了两种9Cr18马氏体不锈钢在1 300℃,变形速率1 s-1,压缩变形率20%、40%和60%条件下的组织。结果表明,9Cr18马氏体不锈钢的固相线温度为1 279℃,液相线温度为1 413℃。热轧态原料液相大致沿原带状碳化物方向析出,容易导致液相在局部区域聚集阻塞,这种呈带状分布的液相不利于流动通道的畅通;半固态坯料液相在固相颗粒间流动,液相能够相互三维贯通,不会导致偏析等问题,保证了试样宏观形貌完整,只有少部分裂纹。     

铸态12%Cr马氏体不锈钢的热变形行为与热加工图

利用Gleeble-3180热模拟机对铸态12%wtCr马氏体不锈钢进行了高温热压缩实验,研究了该钢在900~1200℃和0.001~10 s-1条件下的热变形行为,建立了热加工图。分析了工艺参数对铸态12%Cr钢微观组织的影响。结果表明:铸态12%Cr钢的流变应力随变形温度的提高和应变速率的降低而增大。动态再结晶晶粒尺寸与Z参数成反比关系。依据动态材料模型,建立了热加工图,流变失稳区集中在900~1050℃、应变速率大于1 s-1的区域,其微观组织表现为变形带和M/δ相界处的微孔、微裂纹。最佳的热加工工艺参数范围为:1050~1200℃和0.001~0.01 s-1,在稳定变形区,粗大的毫米级的柱状晶会被细化到10~40μm。     

热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响

采用热模拟压缩及中试热轧的试验方法,研究了热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响。结果表明:热压缩变形时,试验钢再结晶程度随变形温度、变形量的升高以及变形后保温时间的延长逐渐增大;变形温度越高、变形量越大,发生再结晶所需的保温时间越短;保温时间越长,再结晶晶粒长大越明显;轧制变形时,热轧板1/4厚度处更容易发生再结晶,随着轧制温度和变形量的升高,1050 ℃轧制变形25%时可在全厚度获得完全再结晶组织。