900 MPa级析出强化钢高温变形行为

 针对900 MPa级析出强化型热轧高强钢,利用Gleeble-3800热模拟试验机研究其在变形温度为950～1 150 ℃、变形速率为0.1～10 s-1条件下的压缩变形行为。根据应力-应变曲线图获得峰值应力,并用双曲正弦方程描述热压缩变形过程中的试验钢峰值应力与Zener-Hollomon参数的关系。回归分析得到方程中变形激活能及其他材料变形参数,并对试验在高温条件下的流变应力本构方程并对其进行了验证。结果表明,采用该本构方程计算出的流变应力值与试验所得应力值非常接近,为估算成形时所需的最大载荷及设备选取提供参考。     

55SiMnMo贝氏体钢高温流变应力本构方程

 采用Gleeble-3500热模拟试验机对55SiMnMo贝氏体钢进行了热压缩试验,得到了其在变形温度为950~1150℃和应变速率为0.01~10s-1条件下的高温流变应力行为。试验结果表明,峰值应力随变形温度的降低和应变率的提高而增大;当应变速率为0.01和0.1s-1,变形温度t ≥1000℃时,发生动态再结晶。基于试验结果,充分考虑了热变形工艺参数（应变、应变速率和变形温度）对流变应力的影响,建立了一种考虑应变速率补偿的高温流变应力本构方程。通过对该本构方程预测得到的流变应力值和试验值对比,验证了模型的准确性。     

00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢在变形温度为1 050～1 250℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为。采用幂函数、指数函数和双曲正弦模型模拟该材料的热变形参数,建立了相应的热变形本构方程。结果表明,在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,流变应力并未出现明显峰值,材料的软化机制仅有动态回复。探究了幂函数、指数函数和双曲线函数3种模型与00Cr26Mo4钢本构关系的相关性。结果表明,双曲正弦函数模型更符合00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢热加工流变应力应变曲线变化规律,并基于双曲正弦函数模型建立了00Cr26Mo4钢的本构方程,计算了热变形激活能238.836 kJ/mol。     

00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢的热变形行

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢在变形温度为1050～1250℃、应变速率为0.01～10 S^-1条件下的热变形行为。采用幂函数、指数函数和双曲正弦模型模拟该材料的热变形参数,建立了相应的热变形本构方程。结果表明,在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,流变应力并未出现明显峰值,材料的软化机制仅有动态回复。探究了幂函数、指数函数和双曲线函数3种模型与00Cr26Mo4钢本构关系的相关性。结果表明,双曲正弦函数模型更符合00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢热加工流变应力应变曲线变化规律,并基于双曲正弦函数模型建立了00Cr26Mo4钢的本构方程,计算了热变形激活能238.836 kJ/mol。     

TC4钛合金基于Voce方程的稳定流变本构模型研究

提出了一种包含流变软化的本构的构建方法。通过采用圆柱体试样的热压缩模拟试验,在塑性应变速率为0.1 s-1和20 s-1之间时,观察到TC4钛合金在750～950℃范围内均存在流变应力随着塑性应变降低的流变软化现象。采用双Voce方程对试验数据拟合得到了大塑性变形条件下的稳定流变应力。采用LevenbergMarquardt非线性拟合算法得到了TC4钛合金包含流变软化的本构方程。并且发现Levenberg-Marquardt非线性拟合算法求得的本构方程参数比线性拟合误差更小。结果表明文中提出的流变应力计算方法规避了变形不稳定区域对特征变形抗力判断的干扰,得到了符合指数函数的材料高温稳定流变本构模型,在新型金属材料热加工工艺开发中具有较强的应用价值。     

新型微合金化C-Mn-Al高强度钢的热变形行为

通过Gleeble-1500热模拟单轴压缩试验,研究了一种含1.79% Al （质量分数）的以Al替代Si微合金化高强度钢在温度为900-1100℃、应变速率为0.01-30 s^-1条件下的热变形行为.建立了考虑应变量对材料常数影响的双曲正弦本构方程,利用建立的本构方程预测的应力-应变曲线与实验值吻合良好,表明建立的本构方程可以对实验钢的流变应力给出相对准确的预测.建立了实验钢的加工图,根据加工图分析确定了实验钢的动态再结晶区为1000-1100℃和0.01-1 s^-1.组织观察表明在动态再结晶区实验钢发生了动态再结晶,而失稳区对应的组织出现了变形集中带或“项链”组织.最后将建立的本构方程和加工图联合运用,为更全面地研究实验钢在不同变形条件下的热变形行为提供了方法.     

20CrMnTiH钢唯象本构模型及动态再结晶行为

 采用Gleeble-3800热模拟试验机对20CrMnTiH钢进行了等温热压缩试验,研究了该钢在变形温度为850～1 150 ℃、应变速率为0.01～10 s－1条件下的高温热变形行为,运用数学回归方法和热力学不可逆原理,建立了20CrMnTiH钢应变补偿的唯象本构方程和动态再结晶模型,并对该应变补偿的唯象本构模型进行了有效验证。在真应力-真应变曲线中,变形温度和应变速率对20CrMnTiH钢的流变应力影响显著,表现出正的应变速率敏感性和负的温度敏感性;由本构模型计算得到的流变应力值与试验值两者之间有很好的相关性[(R＝0.976 64),]平均相对误差为5.544 2%;在应变硬化速率与流变应力关系曲线中,利用单一参数法和求解拐点法获得了不同变形条件下动态再结晶的临界应力[σc]和临界应变[εc]值,建立了临界应力、临界应变和Zener-Hollomon参数的数学模型[ε≥εc＝][0.007 9 lnZ－0.153 23,]且临界应变[εc]随着温度补偿应变速率因子[Z]的增加而增加。     

07MnNiMoDR板轧制热变形本构方程

利用Gleeble-3500热模拟实验机完成了07MnNiMoDR钢热等温平面应变压缩实验,获得了温度900～1 100℃、应变速率0.01～1 s^-1、变形率45%等条件的高温流变行为,其中温度和应变速率对流变应力的影响明显。基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,确定了峰值应力本构模型;通过分析应力应变与位错的关系,获得了硬化率及Z参数等与应力之间的内在关联性,建立了加工硬化-动态回复过程的流变应力模型;基于动态再结晶理论,采用Avrami模型计算了动态再结晶体积分数,获得Z参数计算方法,建立了动态再结晶过程的流变应力模型。利用所建立的本构模型完成了预测及对比分析,相关系数r为0.99,所建立的本构关系模型精度很高。     

Fe5Mn3Al中锰汽车用钢热变形本构方程的研究

本文研究了Fe5Mn3Al中锰汽车用钢的热变形行为,在温度为950～1 150℃时,应变速率为0.1～20 s~(-1).用Gleeble3800热模拟试验机进行单道次热压缩试验,通过对试验获得的流变应力数据的回归分析,构建双曲正弦Arrhenius方程以描述中锰汽车钢Fe5Mn3Al的高温变形行为,其热变形激活能为503.931 kJ/mol.本构方程对Fe5Mn3Al试验钢流变应力进行预测,模型预测值与试验值有很好的一致性,精度较高,平均相对误差为3.25%.     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

Prediction of steel flow stresses at high temperatures and strain rates

The flow behavior of steels during deformation in the roll gap was simulated by means of single hit compression tests performed in the temperature range 800 °C to 1200 °C. Strain rates of 0.2 to 50 s⁻¹ were employed on selected low-carbon steels containing various combinations of niobium, boron, and copper. The stress/strain curves determined at the higher strain rates were corrected for deformation heating so that constitutive equations pertaining to idealized isothermal conditions could be formulated. When dynamic recovery is the only softening mechanism, these involve a rate equation, consisting of a hyperbolic sine law, and an evolution equation with one internal variable, the latter being the dislocation density. When dynamic recrystallization takes place, the incorporation of the fractional softening by dynamic recrystallization in the evolution equation makes it possible to predict the flow stress after the peak. These expressions can be employed in computer models for on-line gage control during hot-rolling.     

超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢热变形行为及本构关系

 利用Gleeble-3800热模拟试验机对超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验,研究其在900～1 200 ℃、0.1～50 s-1条件下的热变形行为,并讨论了不同变形条件下的微观组织演变规律;基于Sellars双曲正弦模型构建了超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温流变应力本构方程。研究结果表明,变形温度越高、应变速率越低,则流变应力越小,峰值应变也越小,微观组织由动态回复型向动态再结晶型转变,并且晶粒逐渐长大、粗化。在高温区变形,随着应变速率的升高,动态再结晶晶粒明显细化。所建立的本构方程具有较高的精确度,能反映超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温变形力学行为,可为热加工数值模拟研究提供参考。     

Hot Deformation Behavior of GCr15 Steel

 Hot deformation behavior of GCr15 (ASTM 52100) steel was investigated using single-hit compression tests on Gleeble-1500 simulator at the temperature range of 850-1100 ℃ and strain rate range of 0. 1-10 s-1. The flow stress constitutive equation of GCr15 steel during hot deformation was determined by stress-strain curves analysis on the basis of the hyperbolic sine equation. And the models of dynamic recrystallization fraction and dynamic recrystallization grain size of GCr15 steel were established by the measured curves and microstructure observation in different experimental conditions. The mean activation energy and the time exponent of dynamic recrystallization kinetics equation in the range of experimental conditions were determined to be 356. 2 kJ/mol and 2. 12, respectively. Meanwhile, the flow stress model was also established by the method of allocating flow stress curve with three main stress values, the saturation stress, the steady state stress and the stress when strain is 0. 1. The flow stress curves predicted by the developed models under different deformation conditions are in good agreements with the measured ones.     

7085铝合金的高温压缩流变应力及软化行为

对均匀化炉冷态7085铝合金进行高温压缩实验,研究该合金在变形温度为350~450℃、变形速率为0.001~0.1 s 1和应变量为0~0.6条件下的流变应力及软化行为。结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而迅速增大,出现峰值后逐渐软化进入稳态流变;随着变形温度的升高和应变速率的降低,峰值流变应力降低。采用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系描述合金的流变行为。分析和建立了应变量与本构方程参数(激活能、应力指数和结构因子)的关系,研究发现本构方程参数随应变量的增加而减少。合金的流变行为差异与动态回复再结晶和第二相粒子相关。