Q345GJC高层建筑钢热变形行为及流变应力数学模型研究

利用Gleeble-2000热模拟试验机对Q345GJC钢(/%:0.16C,0.36Si,1.37Mn,0.026Nb)进行了单道次压缩试验,实测了试验钢900～1 150℃、真应变0.8～1.2、应变速率0.1～1 s^-1的变形抗力,分析了各工艺变形参数对试验钢动态再结晶和变形抗力的影响。确定了试验钢的动态再结晶激活能为245.448 kJ/mol(峰态时)和166.994 kJ/mol(稳态时),并建立了试验钢高温变形抗力的数学模型。该模型具有良好的曲线拟合特性,用该模型计算的结果与实测值吻合较好。     

高铌微合金钢高温变形流变应力预测模型

 以流变应力曲线的唯象特征和本构方程的传统理论为基础,针对高铌微合金钢开发出一种新的描述高温变形应力 应变曲线的数学模型。该模型包括两个基本方程,确立了应力与应变、温度、变形速率的数学关系,预测了加工硬化和动态再结晶各阶段流变应力的变化,预测结果与实验结果吻合良好。     

Q345B结构钢的热压缩变形行为及流变应力模型

 利用Gleeble-1500D热模拟试验机对钒、钛、铌微合金化Q345B低合金高强度结构钢（HSLA）进行了高温单道次压缩试验。测量了不同变形温度和变形速率下该钢的变形行为,分析了各变形参数对该钢动态再结晶和变形抗力的影响,得出动态再结晶激活能为451.47kJ/mol。并且建立了高温变形抗力的分段函数流变模型,该模型计算结果与试验值吻合较好。     

16Mn钢热变形流变应力模型及晶粒大小

利用热变模拟试验装置，在850-1150℃变形温度，0.1-60 s^-1变形速率条件下，16Mn钢单道次压缩试验得到热变形的流变应力模型为a=4.4^e0.158 e^7.22×10^-5T exp(4383/T)形变激活能Q为366 kj/mol，应力指数n为9.56。＞900℃出现明显的动态再结晶，应力一应变曲线呈单峰状；＜850℃出现动态回复。流变应为a、峰值应为ap、再结晶晶粒大小与Z参数呈线性关系a(c=0.2)=3.67Z^0.098;an=2.9Z^0.11;Dr=1.5.13Z^-0.046。     

AH60C高强钢热变形下动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3800热模拟机进行单道次压缩试验,研究了AH60C高强钢在变形温度850℃、950℃、1050℃,应变速率0.1 s^-1、1s^-1、10s^-1条件下的动态再结晶行为。采用Zener-Hollomon参数的正弦函数计算出材料参数值α、n、A以及AH60C高强钢热变形激活能Q,并且利用加工硬化原理来计算动态再结晶临界条件。结果表明:随着变形温度的升高,流变应力降低,随着应变速率的增大,流变应力增大,并且变形温度越高,应变速率越低,动态再结晶越彻底;计算出的AH60C高强钢热变形激活能Q为293 305.163 J/mol;临界应变随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增大而增大,且在本次试验条件下,AH60C高强钢动态再结晶临界应变预测模型为ε_c=3.04×10⁽(-4))Z^{1.889 75}。     

SAE9310钢热变形行为的研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机,在温度为1123~1423 K,应变速率为0.1~10 s-1,真应变为0.8的条件下,对一种传动部件用高强度渗碳钢(SAE9310钢)进行了高温轴向压缩试验,测得了SAE9310钢的高温流变曲线,并观察其变形后的显微组织。试验结果表明,SAE9310钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;SAE9310钢在真应变为0.8的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高,当热变形温度高于1323 K时,应变速率在0.1~10 s-1范围内,试验钢均会发生动态完全再结晶;测得9310钢的热变形激活能Q值为416.78 kJ/mol,并确立了其热变形方程。     

Cr12MoV钢热变形行为研究

利用Gleeble 1500多功能热力模拟试验机对Cr12MoV钢金属塑性变形抗力进行试验研究,实测了不同变形温度、变形速率、变形程度下Cr12MoV钢的变形抗力,分析了各工艺参数对变形抗力的影响.回归计算得出Cr12MoV钢再结晶激活能;利用最小二乘法回归出峰值应力、峰值应变与Z参数的关系.     

碳锰钢热变形行为及动态再结晶模型

 采用单道次热模拟实验分析了各变形参数(初始晶粒尺寸、变形速率、变形温度和变形量)对碳锰钢动态再结晶的影响。结果表明,当初始晶粒越细小、变形温度越高、变形速率越小时,越易发生动态再结晶,同时在能够发生动态再结晶的条件下,变形量越大,动态再结晶越充分。得到了发生动态再结晶时的形变激活能Qdef、临界变形量模型、动态再结晶百分数模型及动态再结晶晶粒尺寸模型。计算得出ε05模型的平均误差为395%,模型预测值与实验数据计算值符合较好。     

中温中压容器用钢13MnNiMoR的热变形行为研究

为制定中温中压容器用钢13MnNiMoR的热加工工艺提供理论依据并实现其工业化生产,利用单道次热压缩模拟实验研究了变形温度(900~1150℃)和应变速率(0.01~1s~(-1))对其热变形行为的影响.结果表明:当应变速率低于0.1s~(-1)时,新晶粒有足够的时间进行形核和长大,奥氏体容易发生动态再结晶;当变形温度降低或应变速率增加时,实验钢在变形过程中主要发生动态回复,流变应力也随之提高.基于测定的流变应力曲线,通过拟合得到实验钢在热变形时的应力指数为4.29,动态再结晶激活能为319kJ/mol,据此建立了13MnNiMoR钢在高温变形时的热加工方程.     

SPHC钢热变形行为的研究

 通过在Gleeble 3500热/力模拟实验机上的热压缩实验,研究不同热变形条件下SPHC钢的高温变形抗力,考察变形温度、应变速率及变形程度与变形抗力之间的关系,分析了SPHC钢的动态再结晶机理,最后建立了SPHC钢的变形抗力数学模型,通过回归分析可看出此模型有较高的拟合精度。     

Investigation on hot deformation behavior and mathematical models of flow stress of high-strength structural steel

The effect of deformation conditions on dynamic recrystallization behavior of Nb,V,Ti microalloyed high-strength structural steel was investigated via high-temperature single pass reduction tests on a MMS-300 thermomechanical simulator,with mathematical models established for flow stress during hot deformation.The results show that the deformation resistance decreases with the increase of temperature and is in power function relationship with the temperature.Meanwhile,it increases with the increase of st...     

X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为

通过双道次压缩实验,在Gleeble1500热模拟试验机上研究了X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的软化行为,分析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行为的影响规律,采用应力补偿法计算了不同变形条件下的静态再结晶百分率.根据实验数据,计算出X70管线钢静态再结晶激活能为435.3kJ·mol^-1,建立了其静态再结晶动力学模型.     

F45MnVS钢热变形本构方程

为了建立可以满足计算精度的F45MnVS钢高温塑性变形本构关系模型,利用Gleeble-3500试验机完成了热模拟等温压缩试验,获得了变形温度为800～1 000℃、应变速率为0.01～10s-1、变形量为0～70%时的金属流变行为。结果表明,应力随应变的变化具有明显动态再结晶特征,应力随变形温度的降低、应变速率的增加而增大;基于对Arrhenius方程和Zener-Hollomon参数的解析,获得了热变形激活能Q,建立了峰值应力本构模型;基于应力-位错关系和动态再结晶动力学,建立了加工硬化-动态回复和动态再结晶两个阶段的机理型本构模型,用于描述不同变形温度和应变速率时应力与应变之间的关系;采用所建模型完成了不同变形条件的应力应变预测,与试验结果的对比分析表明,相关系数为0.997,吻合度高。     

钒质量分数对S30432钢回复再结晶行为的影响

采用Gleeble-3500热模拟机,对低质量分数钒和高质量分数钒的S30432耐热钢在900～1100℃及0.001～0.100 s-1变形条件下进行了热压缩试验,研究钒的质量分数对S30432钢动态回复再结晶的影响及作用机理。结果表明,添加质量分数0.18%钒后S30432钢的峰值流变应力增高,再结晶激活能从498增加到562 kJ/mol。在1000和1050℃,钒对S30432钢的动态回复再结晶的阻碍作用最显著。高质量分数钒的S30432钢中由于析出细小的Z相,它具有强烈钉扎作用,能有效阻碍动态回复再结晶的发生。此外,高质量分数钒钢中固溶原子的增加对动态回复再结晶也有一定的阻碍作用。     

热变形对轴承钢G80T晶粒细化行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟变形试验机,对高温轴承钢G80T的动态再结晶行为及相关力学性能进行了研究。通过对该钢在1 050℃下以10s-1的变形速率进行0%~70%的不同形变量的单道次压缩,研究了不同形变量下热变形钢的微观组织结构及硬度。结果表明:当形变量在20%时,无动态再结晶发生;当形变量达到40%时,热变形组织出现了部分的再结晶晶粒;随着形变量的进一步加大,再结晶晶粒数目增多,形变量达到60%后,形变组织形成了平均晶粒尺寸为2.8μm的完全再结晶组织。同时由于形变和晶粒尺寸大幅度细化,钢中的碳化物也随着形变量的增加而逐步减少。通过对压缩应力-应变曲线软化行为的分析,认为该钢的再结晶属于动态再结晶;在1 050℃进行60%的形变可以实现该钢的完全动态再结晶,将平均晶粒尺寸从原始的22μm细化到2.8μm,同时将钢的硬度从820 HV提高到895 HV。研究结果表明,动态再结晶是细化高温轴承钢G80T晶粒尺寸和提高性能的一种有效措施。     

9Cr低活化马氏体钢高温变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了9Cr低活化马氏体钢在950~1200℃、应变速率为10^-2~10s^-1变形条件下的热压缩变形行为,并用金相显微镜观察了相应显微组织的变化.回归分析得出在0.15~0.8真应变量范围内变形激活能和材料常数随真应变量变化的关系式,并得出双曲正弦本构方程;利用数学方法直接从真应力-真应变曲线获得动态再结晶的峰值应力、临界应力、峰值应变和临界应变;回归得出了峰值应力、临界应力、峰值应变、临界应变和动态再结晶晶粒大小与Zener-Hollomon参数的关系式.     

钒微合金化低碳钢高温变形动态再结晶

利用热模拟压缩试验测定了不同钒含量的钒微合金化低碳钢在900～1000℃温度区间和0.1～1s-1变形速率范围内的真应力-真应变曲线.对曲线的分析表明:随钢中钒含量的增加,低碳钢的动态再结晶开始时间延长,变形奥氏体的动态再结晶名义激活能提高.实验钢薄膜试样的TEM观察表明,钢中的微量钒以固溶态存在于奥氏体中,微量的固溶钒对奥氏体动态再结晶起到抑制作用.     

稀土对T91耐热钢动态再结晶行为影响

采用Gleeble-1500热/力模拟试验机进行压缩试验,研究了不同变形条件下微量稀土对T91耐热钢动态再结晶行为的影响.分析绘制了稀土加入前后实验钢的真应力-真应变曲线、再结晶-温度-时间图、再结晶图及功率耗散图,并计算了高温下实验钢的再结晶激活能.在变形温度为850~1100℃,变形速率为0.004~10 s^-1变形条件下,变形温度越高和变形速率越低,动态再结晶越容易发生.稀土加入会产生固溶强化,稀土元素与碳原子发生交互作用,且在晶界处或晶界附近偏聚,使变形抗力与峰值应变均增大,再结晶激活能由354.6 kJ·mol^-1提高到397.2 kJ·mol^-1.另外,稀土会显著推迟再结晶发生时间,扩大再结晶的时间间隔,推迟再结晶动力学过程.     

一种核岛用钢P280GH热变形行为

 利用Gleeble-3500 热力模拟试验机在800～1 100 ℃,应变速率为0.01～10 s－1的条件下对一种核岛用钢P280GH进行了热压缩变形实验,测定了真应力-真应变曲线,对变形组织进行了系统分析,计算得到了该材料的热变形激活能数值,揭示了其不适合进行再结晶轧制的原因,并建立了该材料的本构方程,为进一步优化轧制工艺和产品性能控制提供理论依据。