CL70车轮钢热压缩流变应力行为

用Gleeble-3800热模拟机研究了CL70车轮钢在应变速率0. 01～10s^-1、900～1300 ℃时的高温热压缩行为,分析了热压缩变形时该钢的流变应力、变形温度及应变速率之间的关系,通过线性回归确定该钢流变应力本构方程。结果表明,CL70钢在高温压缩时流变应力随变形温度的减小而增大,随应变速率升高而增大。当应变速率≤1 s^-1时,CL70钢的流变应力曲线表现为动态再结晶特征。CL70钢的热变形激活能为401.06 kJ/mol。     

齿轮钢SAE8620 H高温变形行为及热加工图

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应力、应变速率和温度相关数据推导出SAE8620H高温变形激活能Q=280359.9 J·mol-1.根据变形量40%和60%下应力构建该齿轮钢的热加工图,通过热加工图中耗散值及流变失稳区确定其热变形工艺参数范围.SAE8620H钢在在变形程度较小时宜选取低的应变速率进行成形,而在变形程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率.      

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。     

耦合损伤的22MnB5热变形本构模型

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对22MnB5板材进行高温拉伸试验,研究了该材料在变形温度为700、800和900℃以及应变速率为0.01、0.1、1和10 s-1下的高温变形行为.在同一温度下,22MnB5的断裂应变随应变速率增加而呈现增加趋势,温度升高加剧这种趋势.建立了耦合损伤基于位错密度的统一黏塑性本构模型,该模型考虑了高温变形中损伤的演化规律,能够描述了应力-应变曲线后期的陡降段.利用遗传算法确定并优化该本构模型中的材料常数,所得材料常数确定的本构模型能够较好地预测22MnB5高温拉伸变形下的流变应力,并能较好地描述材料损伤演化规律.      

超高压气瓶钢34CrMo4H热压缩流変应力行为

采用Gleeble-3800型热模拟机试验研究了34CrMo4H钢在900～1200℃、应变速率0.1～10s^-1时的高温热压缩行为,分析了热压缩变形时材料的流变应力与变形温度、应变速率之间的关系,确定了该钢的流变应力本构方程。结果表明,34CrMo4H钢在热压缩时流变应力随形变温度的升高而减小,随应变速率的增加而增大。应变速率小于0.1 s^-1时,该钢应力-应变曲线表现出明显的动态再结晶特征。34CrMo4H级钢的变形激活能为395.45kJ/mol。     

超高压气瓶钢34CrMo4H热压缩流变应力行为

采用Gleeble-3800型热模拟机试验研究了34CrMo4H钢在900～1 200℃、应变速率0.1～10s~(-1)时的高温热压缩行为,分析了热压缩变形时材料的流变应力与变形温度、应变速率之间的关系,确定了该钢的流变应力本构方程。结果表明,34CrMo4H钢在热压缩时流变应力随形变温度的升高而减小,随应变速率的增加而增大。应变速率小于0.1 s~(-1)时,该钢应力-应变曲线表现出明显的动态再结晶特征。34CrMo4H级钢的变形激活能为395.45kJ/mol。     

变形态2219铝合金高温塑性变形的本构模型

采用Gleeble-3500型热压缩试验机研究了变形态2219铝合金在应变速率为0.25～0.8 s-1、变形温度为420～500℃时的流变应力行为,建立了变形态2219铝合金高温塑性变形时的基于应变补偿的双曲正弦本构方程.结果表明:变形态2219铝合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大.基于应变...     

Fe16Mn0.6C TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为

 利用Thermecmastor-Z热模拟实验机,得到了Fe16Mn0.6C TWIP钢在变形温度850~1150℃,应变速率0.03~30s-1条件下热压缩变形的真应力应变曲线。进而研究了变形温度、应变速率对Fe16Mn0.6C流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,850~1150℃范围内Fe16Mn0.6C热变形的峰值应力随温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高;且在应变速率为0.03 s-1和30 s-1出现明显的应力峰值,材料发生了动态再结晶。最后采用线性回归方法计算出Fe16Mn0.6C的高温变形流变应力本构方程,得出热变形激活能为469kJ/mol;并通过应变硬化速率与流变应力曲线求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系。     

TA15钛合金高温塑性变形流变应力行为研究

通过热/力模拟实验对TA15钛合金高温塑性变形流变应力进行了研究.实验结果表明:应变速率和变形温度的变化显著影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大.根据实验数据,计算了合金的高温塑性本构方程常数,并采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式描述了合金的流变应力行为.     

新型热作模具钢5CrNiMoVNb的热变形行为研究

为了研究热作模具钢5CrNiMoVNb的热变形行为，利用Gleeble3800热模拟试验机进行单道次热压缩实验，获得了应变速率为0.001～0.1 s^-1和变形温度1 030～1 230℃条件下的高温流变应力曲线。应用双曲正弦函数构建了与应变有关的材料本构模型并验证，并基于动态材料模型构建了三维功率耗散图和三维失稳图，将二者叠加得到典型应变下的热加工图。结果表明，所有变形条件下的高温流变应力曲线均呈现典型动态再结晶特征，并且由于奥氏体基体析出强化相含量、动态再结晶体积分数的影响，流变应力随变形温度的降低或应变速率的增大而增大。基于5CrNiMoVNb钢的本构模型计算的流变应力值与实验值的相关性系数为0.992 7,较高的相关性系数表明建立的高温流变应力模型能够比较准确地预测合金的流变应力。此外，根据不同条件下的三维功率耗散图和三维失稳图可知，随着应变的增大，功率耗散峰值区向中温、高应变速率区域扩散，热变形失稳仅容易出现在低应变、低变形温度和高应变速率区域。真应变为0.8时，最佳的加工工艺参数范围为：变形温度为1 080～1 200℃,应变速率为0.01～0.1 s...     

中锰钢温成形技术探讨

使用Gleeble-3800热模拟试验机研究了中锰钢(温成形钢)和22MnB5钢(热成形钢)的微观组织、力学性能和高温拉伸性能.结果表明:与22MnB5钢相比,在获得1 500 MPa级的抗拉强度时,中锰钢的加热温度可从950℃降低到800℃,钢的组织明显细化并且没有发生表面脱碳,断后伸长率从7.5％提高到10％.高温拉伸试验结果表明:中锰钢比22MnB5钢具有更高的延伸率和硬化指数,可以减小成形过程中局部减薄过高导致的样件破裂.     

Ti-V-Mo微合金化22MnB5钢中析出相及其强化作用

使用温成形替代热成形可以避免热成形过程中表面氧化等问题,但热成形常用22MnB5钢在高温回火后出现明显的软化现象.而通过向钢中添加Ti、V、Mo等微合金元素可以在钢中形成细小的析出相以及细化晶粒,起到提高强度的作用,从而可以解决该问题.因此,通过在22MnB5钢中添加Ti、V、Mo微合金元素,利用OM(光学显微镜)、F...     

30SiMnCrB5热成形钢的微观组织和力学性能

为了提高热成形钢的综合性能,设计了一种C-Si-Mn-Cr-B系热成形钢,采用热膨胀仪测定并研究了30SiMnCrB5热成形钢的连续冷却转变曲线和相变规律.分析了经轧制、退火及热成形模拟后钢板的微观组织形貌和力学性能,结合等密度线极图的方法,判定了热成形模拟后钢板中马氏体变体与母相的取向关系.30SiMnCrB5热成形钢具有较好的淬透性,临界冷速为5℃·s-1,有效抑制了珠光体和贝氏体的形成,完全马氏体组织的硬度可达600 HV以上.热成形模拟后的微观组织由板条马氏体和残余奥氏体构成,残余奥氏体主要以薄膜状分布在马氏体板条间,质量分数为6%~8%,抗拉强度为1800 Mpa左右,总伸长率可达10%以上,强度和塑性的匹配较好.热成形模拟后30SiMnCrB5热成形钢板中马氏体变体与母相的取向关系更接近N-W关系,12种变体没有都出现在原始奥氏体内.      

Enhanced Strength and Ductility of 2.4 GPa Hot-Stamped Steel with an Extremely Thin Oxide Layer

The novel 47Mn3CrNbV hot-stamped steel shows high hardenability and low critical-cooling rate about 0.5 °C s⁻¹ due to its high carbon and high chromium. Compared to the traditional 22MnB5 hot-stamped steel, it shows an excellent strength and ductility, and the thickness of the oxide layer is thinner than that of the traditional steel during the hot-stamping process. By adopting austenization at 930 °C for 15 min, the obtained cold-rolled hot-stamped steel with 47Mn3CrNbV shows its best comprehensive mechanical properties that the yield strength is 1207 MPa, the ultimate tensile strength (UTS) is 2436 MPa, and the total elongation (TE) is 7%. The UTS of studied steel is guaranteed by the martensite and high dislocation density (5.1 × 10¹⁵ m⁻²). The low-angle grain boundaries, the coincidence site lattice grain boundaries with lath martensite and M₇C₃ precipitates promote the TE of the tested steel. In addition, the cold-rolled sheet with an extremely thin oxidization layer (4.9 μm) is obtained by hot-stamping at 900 °C for 5 min. The oxidation layer is significantly reduced because the high content of Cr content, resulting in the increase of antioxidant properties within the studied steel.     

DP980钢的动态力学性能及本构模型构建

随着汽车轻量化事业的不断推进,先进高强DP钢得到了快速的发展和应用.而汽车碰撞过程安全性的模拟仿真,对DP钢提出了动态力学性能数据的迫切需求.利用万能拉伸试验机和高速拉伸试验机系统研究了高强度DP980钢不同应变速率下的力学性能,构建并修正了基于JC模型的动态本构数学模型,并进行了模型计算结果与试验数据的对比分析.试验...     

1000MPa级DP钢的准静态拉伸行为与应变速率的关系

研究1000MPa的双相钢（DP钢）在室温下的准静态拉伸行为与应变速率（10^-2、10^-1、10^-1s^-1）的关系。结果表明,在准静态拉伸条件下,DP钢的拉伸性能是与应变速率相关的。随着应变速率提高,材料的屈服强度、抗拉强度、屈强比和加工硬化指数明显升高,而均匀伸长率、断裂伸长率略有下降;另外,应变速率对材料的...     

800MPa级冷轧双相钢的动态变形行为及本构模型

采用Hopkinson拉杆试验系统对800 MPa级冷轧双相钢（DP800）进行动态拉伸试验,动态拉伸选择应变速率为500、1000和2250 s-1.通过比较试验结果得出:双相钢的塑性延伸强度R_p0.2和抗拉强度R_m与应变速率的关系呈指数形式增加;DP800在高应变速率塑性变形会产生绝热温升效应,计算可得DP800在应变速率为2250 s-1时拉伸变形产生的绝热温升为89℃.基于J-C（Johnson-Cook）模型和Z-A（Zerilli-Armstrong）模型,对DP800的本构模型进行了研究,并对J-C模型应变速率效应多项式进行二次化修正,修正后的J-C模型相较于J-C模型对DP800在不同应变速率下的平均可决系数从0.9228提高到0.9886.      

Optimization Evaluation Test of Strength and Toughness Parameters for Hot-Stamped High Strength Steels

Use of hot-stamped high strength steels (HSHSS) not only reduces the vehicle weight, but also improves the crash safety, therefore more and more mentioned steels are used to produce automobile parts. However, there are several problems especially the low ductility and toughness, which have restricted the application of HSHSS in automobile body. Suitable process parameters are very crucial to improve strength and toughness. In order to study the effect of austenization temperature, soaking time and start deformation temperature on strength and toughness of boron steel 22MnB5, an L9 (3⁴) orthogonal experiment which was analyzed by means of comprehensive evaluation was carried out based on Kahn tear method to obtain the value of fracture toughness. The results indicate that the excellent formability, high strength and toughness of boron steel 22MnB5 with 1.6 mm in thickness are obtained when the austenization temperature is in the range of 920 — 950 °C, the soaking time is 1 min and the start deformation temperature is in the range of 650 — 700 °C. The optimal parameters were used for typical hot stamping structural parts tests. Properties of samples such as tear strength, unit initiation energy and ratio of strength to toughness (RST) were improved by 10.91%, 20.32% and 22.17%, respectively. Toughness was increased substantially on the basis of a small decrease of strength.     

Analysis of Microstructure and Mechanical Properties of Different Hot Stamped B‐bearing Steels

Hot stamping is a technique to produce ultra high strength automobile components. The common material used in hot stamping process is coated and/or uncoated 22MnB5 boron alloyed steel. Ferritic‐pearlitic microstructure in as‐delivered sheets is transformed to fully lath martensitic after hot stamping. In the present research, hot stamping under water or nitrogen cooling media was investigated using different boron alloyed steel grades. Microstructural analyses, linear and surface hardness profiling as well as tensile tests of hot stamped samples were performed. Various microstructures of fully bainitic and/or fully martensitic were produced. The resulting microstructures provided yield strengths of 650–1370 MPa and tensile strengths of 850–2000 MPa. There is an optimum carbon equivalent content for which the highest formability index value, UTS × A₂₅, is achieved. Using a nitrogen cooled punch resulted in higher yield strength without significant changes in ultimate tensile strength. It is concluded that a wide range of B‐bearing steels having an extended carbon equivalent range with an acceptable formability index value can be used by increasing the cooling rate in the die assembly.