2205双相不锈钢的高温变形行为

利用Gleeble-3800热力模拟试验机在温度为1223-1523 K, 应变速率为0.01-10 s^-1的条件下进行了2205双相不锈钢热压缩变形实验, 测定了真应力-真应变曲线, 分析了变形组织. 结果表明: 奥氏体分布在随温度升高而含量增加的铁素体基体上, 升高温度和降低应变速率可促进奥氏体发生动态再结晶. 基于热变形方程计算得到了热变形激活能Q=451 kJ/mol, 表观应力指数n=4.026. 真应力-真应变曲线存在的“类屈服平台”效应与Z参数有关, 随着Z参数的减小而逐渐增强. 基于简化应力函数的ln Z与σ_p之间的线性关系在临界点(ln Z_c=38.18)发生偏移;峰值应力与温度及应变速率的关系可表示为: σ_p=20.6lnε+1118002/T-266.8(ln Z>38.18); σ_p=9.1lnε+493874/T-701.9(ln Z≦38.18)     

409L铁素体不锈钢的高温拉伸行为和形变组织研究

利用金相显微镜、X射线衍射仪、EPMA、拉伸试验机研究铸态409L铁素体不锈钢在高温下的力学性能和变形组织特征.结果表明,随着温度的升高,409L不锈钢的强度在300～800℃迅速下降,800～1150℃下降变缓;伸长率在1000℃时达到最大,为131.44%;断面收缩率在800℃时最大,为97.71%.409L不锈钢的再结晶温度在950℃左右.通过XRD鉴定表明,409L不锈钢中主要组成物相为铁素体、Fe-Cr系合金和游离Cr元素.EPMA结果显示,409L不锈钢中含有的黑色点状第二相颗粒主要是Ti(C、N),此种粒子可提高钢铁材料的综合性能.     

304L不锈钢高温变形组织的演化

采用Gleeble-1500D热/力学模拟试验机对304 L不锈钢铸态及锻态试样进行了热压缩试验研究,工艺参数为：变形温度950℃～1 150℃、变形量0.7,变形速率0.1s-1。结果表明：铸态的峰值应力低于锻态的峰值应力,铸态组织的动态再结晶明显迟于锻态组织;铸态及锻态304L不锈钢流变应力随着温度的升高而降低;随着变形温度的升高,动态再结晶百分数增加,再结晶组织增多并趋于完全。     

23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26N节Ni型双相不锈钢动态再结晶行为研究

利用热模拟试验机在变形温度为1073～1423 K,应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下对23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26N节Ni型双相不锈钢动态再结晶行为进行研究。结果表明,试样在低温高应变速率变形时以两相动态回复(DRV)为主,而在高温低应变速率变形时以奥氏体动态再结晶(DRX)为主,且在0.01和0.1 s~(-1)较低应变速率下,奥氏体相再结晶晶粒尺寸随变形温度升高而增大。试样的软化机制与Z参数有关,在低Z值条件下,热变形软化以奥氏体相DRX为主。基于热变形方程得到试样的表观应力指数为5.18,热变形表观激活能为391.16 kJ/mol,并利用Sellars双曲正弦模型建立了峰值流变应力与Z参数关系本构方程。DRX临界应力随应变速率增加和变形温度减小而增大,DRX临界应变随变形温度减小而增加,且随应变速率增加(0.1～10 s~(-1))在较低变形温度下先增大后减小。确定了DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)的关系,DRX特征参数和Z参数相关模型,以及奥氏体相DRX体积分数模型。利用所建模型对DRX行为进行预测,表明应变速率增加和变形温度下降会推迟DRX发生。     

Cr20Ni32AlTi合金高温热变形行为研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Cr20Ni32AlTi合金在不同温度和应变速率条件下的热变形行为及组织变化,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,在上述变形条件下,Cr20Ni32AlTi合金的高温热塑性良好,其软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,并建立了热变形本构方程,其应力指数为6.37,热变形激活能为491.032 kJ/mol.随Z参数增大,热变形峰值应力增加.     

热变形条件对F40MnV钢冷却相变点及产物的影响

利用Gleeble3500热模拟试验机对非调质钢F40MnV不同热变形条件下的相变过程进行了实验研究,得出了Zener-Hollomon参数对相变转变点、相变组织及硬度的影响规律。结果表明,随形变条件Z因子值增大,先共析铁素体和珠光体的转变温度增高、珠光体的转变区间减小,而铁素体的转变区间基本不变;当完全再结晶时,随Z因子值增大,相变前奥氏体晶粒尺寸减小,转变后先共析铁素体的体积分数增大;在完全再结晶和Z参数值较高(大于1.1×1011)的情况下时,相变后组织的硬度随Z值增大而提高,而在形变中部分再结晶时由于组织处于混晶状态导致该钢的硬度较低。     

0Cr11Ni2MoVNb钢高温压缩变形的流变应力

采用Gleeble-2000热模拟试验机对OCr11Ni2MoVNb马氏体热强钢在不同变形温度(950～1160℃)及不同变形速率(0.01～10 s-1)的高温压缩变形的流变应力进行了研究.结果表明,当应变速率低于0.1 s-1且温度高于1000℃时,OCr11Ni2MoVNb钢出现动态再结晶,其热变形激活能Q=461.568 kJ/mol,高温压缩变形时Z参数和流变应力方程分别为Z=εexp(55516.959/T)=5.654×1013exp(0.075σp),σp=13.4131nε 7.447×1051/T-422.214.     

铸造高铌TiAl合金的热变形能力研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上对高铌TiAl合金进行等温热压缩试验,研究其热压缩变形的流变应力行为.压缩试验的形变温度为900～1250℃,形变速率为5×10-4～1s-1,工程压缩应变为50%和80%.用Zenner-Hollomon参数的指数函数能较好地描述该合金高温变形时的流变应力行为;所获得的峰值应力热变形方程为Op=197.61n{(Z/9.59×1015)0.285+[(Z/9.59×1015)0.570+1]1/2},其变形激活能为(497±49)kJ/mol.本研究还给出了铸造高铌TiAl合金热变形抗力图.     

冷轧变形量对2205双相不锈钢超塑性的影响

2205双相不锈钢经过固溶处理和不同程度的冷轧变形后,在950℃下保温5min,以1.5×10-3s-1的初始应变速率进行恒温超塑性拉伸试验,研究冷轧变形量对2205双相不锈钢超塑性的影响规律。观察不同冷轧程度的组织,揭示冷轧变形量影响材料超塑性的原因。试验结果表明,固溶及冷轧后的试样中,都只存在铁素体与奥氏体两相。固溶后的试样组织比较粗大,其延伸率为200%;增大冷轧变形量,铁素体和奥氏体的双相组织变得越来越细小而均匀,更易于晶粒转动,有利于超塑性变形,累积冷轧变形量从50%增加到85%时,延伸率从360%增大到1 150%,变形过程中的峰值应力从78MPa降低至约60MPa。与80%冷轧变形后的试样相比,经85%冷轧变形后的试样内部,整体出现明显的晶粒破碎现象,这种细小的组织能够起到弥散强化作用。在随后的超塑性变形过程中,作用应力较80%冷轧变形的试样高。     

长期热老化后Z3CN20-09M不锈钢的微观组织与拉伸断裂行为

利用TEM和HRTEM研究了400℃热老化2×10~4 h后Z3CN20-09M不锈钢的微观组织,用纳米力学探针研究了微区力学性能.结果表明:相比于原始状态,经400℃热老化2×10~4 h后,Z3CN20-09M不锈钢中的铁素体发生了调幅分解并且析出了G相,导致铁素体的硬度增加和塑性变形能力下降.利用原位疲劳试验机、SEM和电子探针研究了400℃热老化2×10~ 4 h后Z3CN20-09M不锈钢的微型平板试样拉伸行为.结果表明:热老化后,不锈钢的屈服强度和断裂强度升高,延伸率下降.热老化不锈钢中铁素体发生解理断裂,微裂纹萌生于相界并向铁素体内扩展;奥氏体主要发生微孔聚集型韧性断裂,并且在局部区域发生撕裂.调幅分解是铁素体发生硬脆化和热老化前后Z3CN20-09M不锈钢拉伸断裂行为发生改变的根本原因.     

316L不锈钢25～350℃中的拉伸行为及流变应力计算

通过高温试验装置在模拟井下工况温度25～350℃范围内进行了316L不锈钢的拉伸试验。结合拉伸试验数据、拉伸后微观结构以及断口形貌对316L不锈钢的25～350℃范围内的拉伸变形行为进行了探讨。应用温加工变形理论,建立了316L不锈钢在井下温度场环境中的形变本构方程。基于拉伸试验数据,计算了应变速率因子Z,变形激活能Q,建立了316L不锈钢温变形过程的流变应力计算模型,为完井设计中膨胀管膨胀施工提供了参考依据。     

1Cr22Mn15N不锈钢的高温变形行为研究

采用热／力模拟试验等方法研究了1Cr22Mn15N奥氏体不锈钢在不同温度和应变速率条件下的热变形行为及组织变化，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，在上述变形条件下1Cr22Mn15N的软化机制与Zener．Hollomon（Z）参数有关，并建立了变形抗力模型，其应力指数为6．45，热变形激活能为746．5kJ／mol。     

2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热变形温度为950~1200 ℃、应变速率为 0.01~10 s^-1条件下2507超级双相不锈钢的热压缩变形行为,并借助光学显微镜观察了不同变形过程中的微观组织演化。基于试验数据分析,建立2507超级双相不锈钢的流变应力本构关系及热加工图。结果表明:流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐降低,在高应变速率下,流变曲线出现“类屈服平台”。试验钢的热变形激活能为414.57 kJ·mol^-1,应力指数为4.18,峰值应力本构方程为ε·=3.69×10¹⁵[sinh(0.0101σ)]^4.18exp-414.57RT,根据微观组织分析及热加工图确定出试验钢的最佳热加工区域为热压缩温度1060~1120 ℃,应变速率0.01~0.1 s^-1。     

核电用304不锈钢静态再结晶模型的建立

利用Gleeble-1 500 D热力模拟试验机,对304不锈钢进行了热压缩模拟试验。研究了变形温度在950℃~1 200℃之间,变形速率为1×10-3 s-1、1×10-2 s-1、1×10-1 s-1,变形量为50%的变形行为及组织特征,建立了304钢的静态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明：变形量、变形温度、应变速率因素的影响较大;应变量越大,变形温度越低,应变速率越高,晶粒越细;304钢静态再结晶晶粒尺寸模型的建立为大锻件静态再结晶数值模拟分析提供了可靠的判据。     

EF08高合金钢热轧工艺研究

通过相图、轧制理论以及对热轧带钢金相组织的观察,对比分析了EF08钢、410S铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢热轧过程中的变形抗力和动态回复再结晶能力。结果表明：EF08钢奥氏体区在900~1 200 ℃,热轧过程处于奥氏体相区,其动态回复再结晶能力较410S铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢强;EF08钢的粗轧过程轧制特性与304奥氏体不锈钢相近,精轧后几道次与410S铁素体不锈钢类似。     

Constitutive modeling and dynamic softening mechanism during hot deformation of an ultra-pure 17%Cr ferritic stainless steel stabilized with Nb

The hot deformation behavior of an ultra-pure 17%Cr ferritic stainless steel was studied in the temperature range of 750–1000 °C and strain rates of 0.5 to 10 s^?1 using isothermal hot compression tests in a thermomechanical simulator. The microstructural evolution was investigated using electron backscattered diffraction and transmission electron microscopy. A modified constitutive equation considering the effect of strain on material constant was developed, which predicted the flow stress for the deformation conditions studied, except at 950 °C in 1 s^?1 and 900 °C in 10 s^?1. Decreasing deformation temperature and increasing strain was beneficial in refining the microstructure. Decreasing deformation temperature, the in-grain shear bands appeared in the microstructure. It is suggested that the dynamic softening mechanism is closely related to deformation temperature. At low deformation temperature, dynamic recovery was major softening mechanism and no dynamic recrystallization occurred. At high deformation temperature, dynamic softening was explained in terms of efficient dynamic recovery and limited continuous dynamic recrystallization. A drop in the flow stress was not found due to very small fraction of new grains nucleated during dynamic recrystallization.     

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。     

Effect of electric current heating on hot deformation resistance and microstructure of steels

The effect of electric current (EC) heating on the high temperature mechanical behavior and microstructure of plain carbon and austenitic stainless steels was examined using a Gleeble thermomechanical simulator. In stainless steel, EC heating is shown to reduce the flow stress, strain hardening rate, the apparent activation energy for deformation and to increase the strain rate sensitivity of the flow stress. These are accompanied by the acceleration of dynamic recrystallization and by an increase in recrystallized grain size. The EC effect is more pronounced at lower Zener-Hollomon parameters. In plain carbon steel, EC has almost no influence on flow stress. The EC heating effect on mechanical behavior and microstructure is related to deformation resistance, electric resistivity and heat conductivity of the material being tested.     

挤压态AZ80镁合金的热变形行为

通过热压缩实验,研究挤压态AZ80镁合金在变形温度为250-450℃,应变速率为0.001-10 s-1条件下的热变形行为。采用经过温升修正的流变应力计算该合金的Zener-Hollomon参数（Z参数）。结果表明,挤压态AZ80镁合金适宜的变形条件为应变速率0.1 s-1、变形温度350-400℃。另外,讨论了显微组织演化与Z参数之间的关系。在高温及低应变速率（低Z参数）时,合金发生了完全再结晶并产生了大的再结晶晶粒。综合考虑加工图和显微组织,变形温度400℃、应变速率0.1 s-1是合金适宜的热变形条件。     

Microstructure,texture and grain boundaries character distribution evolution of ferritic stainless steel during rolling process

In order to better understand the texture, microstructure and grain boundaries character distribution evolution of ferritic stainless steel, the texture, microstructure and grain boundaries character distribution of ferritic stainless steel (hot rolled sheet, cold rolled sheet and annealing sheet) with 11 wt%Cr content were studied using X-ray diffraction and electron back scattered diffraction technique. The texture of the hot and cold rolled sheets has a through-thickness texture gradient. In the center layer of the hot and cold rolling sheet, α-fiber texture was observed which was attributed to ideal plane strain deformation. Close to the surface a Gross orientation was detected which was attributed to shear deformation. During annealing, the γ-fiber was formed attributed to recrystallization process. The microstructure of the hot and cold rolled sheets was non-homogeneous through the sheet thickness, while, the microstructure of annealing sheets was homogeneous through the sheet thickness. Grain boundaries character distribution results show that there are many low angle grain boundaries in hot and cold rolled sheets and many high angle grain boundaries and coincidence site lattice after annealing. The above results indicated that the changes in texture are closely related to the grain boundaries type.