70Cr3Mo钢动态再结晶临界条件研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机对70Cr3Mo钢进行热模拟压缩实验,变形温度为850~1150℃,应变速率为0.01~10 s-1,用加工硬化率的方法处理实验数据,再结合lnθ-ε曲线的拐点及-(lnθ)/ε-ε曲线最小值判据,建立70Cr3Mo钢热变形过程中的动态再结晶临界应变模型。研究结果表明:实验条件下,70Cr3Mo钢的lnθ-ε曲线均具有拐点特征,对应的-(lnθ)/ε-ε曲线均出现最小值,该最小值所对应的应变即为临界应变;临界应变随变形温度的降低和应变速率的增加而增大;临界应变预测模型可表示为εc=5.4446×10-2Z0.01878。     

铸态27SiMn钢热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1000~1150℃条件下对铸态27Si Mn钢进行等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律,建立了铸态27Si Mn钢热变形时的本构方程和热加工图。结果表明,铸态27Si Mn钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高;变形激活能为Q=369.0 k J/mol;热变形失稳区域集中在变形温度1000~1060℃、应变速率为1~10 s-1的区域内;最优热加工条件为变形温度1130~1150℃,应变速率4~10 s-1的区域,此时表现为典型的动态再结晶,对应的峰值效率达到35%。     

100Cr6轴承钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了100Cr6轴承钢在变形温度为850～1150℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为。分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响,建立了100Cr6轴承钢热变形时的本构方程和热加工图,并讨论了组织变化情况。结果表明,在相同的应变速率下,流变应力随着温度的升高而降低;而在相同的变形温度下,流变应力随着应变速率的升高而增大。当应变速率为0.1 s~(-1)时,在850℃和950℃压缩变形时,发生了动态回复软化;而在1050℃和1150℃热压缩变形时,加工硬化的软化机理为动态再结晶。结合显微组织观察,得到变形温度950～1150℃、应变速率0.01～0.1 s~(-1)为100Cr6钢的合理热加工工艺参数。     

一种Cr-Mo-Ni系贝氏体钢的动态再结晶行为

采用Gleeble-1500D热模拟实验机进行热压缩实验,研究一种Cr-Mo-Ni系贝氏体钢在变形温度为850~1150℃和应变速率为0.01~10 s-1条件下的动态再结晶行为。结果表明,试验钢中添加合金元素Cr、Mo、Ni,由于固溶原子拖曳及析出物的钉扎作用,显著抑制动态再结晶;动态再结晶开始时间与变形温度的关系曲线(RTT曲线)分析表明,变形温度降低及变形速率加快均延长动态再结晶开始时间tc,温度补偿应变速率因子(Z因子)变大,愈难发生动态再结晶软化;通过线性回归计算了动态再结晶激活能Q,建立了形变Z因子模型,并回归了峰值应力、峰值应变、临界应变与Z因子的关系式,最后利用Avrami方程和应力-应变曲线建立了Cr-Mo-Ni系贝氏体钢的动态再结晶动力学模型。     

TC27钛合金的热变形行为及加工图

通过Thermecmaster-Z热模拟试验机，对TC27钛合金在变形温度900~1 150 ℃和应变速率0.01~10 s-1范围内进行等温恒应变速率热压缩实验，压缩变形量为50%。结果表明，流变应力随应变的增加迅速增大，达到峰值后随应变的增加而减小，最后趋于相对稳定。流变应力随着温度的增加而减小，随着应变速率的增加而增大。TC27钛合金加工图有2个耗散效率峰值区，一个是900 ℃/0.01 s-1，此区域变形时出现动态回复；另一个峰值区为1 050 ℃/0.01 s-1，此区域变形时出现再结晶。     

10Cr12Ni3Mo2VN超超临界机组用叶片钢的热变形行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对10Cr12Ni3Mo2VN钢进行压缩实验,研究了变形温度为850~1200℃,应变速率为0.01~10 s-1条件下的热变形行为.结果表明,随变形温度升高和应变速率降低,再结晶晶粒尺寸增加.变形温度1200℃,经60%压缩变形后,应变速率较高时再结晶晶粒呈等轴状,应变速率较低时出现混晶.通过传统直线拟合方法和LevenbergMarquardt算法分别建立了热变形双曲正弦本构方程,2种方法建立的本构方程均具有较高预测精度.采用Levenberg-Marquardt算法可以一次性求解所有材料参数,求解步骤简单,结果可信.利用加工硬化率-应力(q-s)曲线,通过二次求导,准确测得临界应变,并建立了临界应变、峰值应变与Zener-Hollomon因子(Z因子)之间的关系方程.     

20CrNi2Mo渗碳轴承钢的变形抗力

利用MMS-300热/力模拟实验机,在变形温度850℃~1150℃、应变量0~0.8和应变速率0.01s-1~10s-1条件下对20CrNi2Mo钢进行高温单道次压缩实验,分析变形温度、变形速率和变形程度对变形抗力的影响。结果表明,变形温度和变形速率对20CrNi2Mo钢变形抗力的影响最为强烈:20CrNi2Mo钢变形抗力随变形温度的升高而减小,随变形速率的提高而增大;且变形温度、变形速率和应变量3个因素之间相互作用,共同影响变形抗力。利用多元非线性回归建立了20CrNi2Mo钢高温变形抗力数学模型,与实测值比较表明,模型拟合程度较好。     

00Cr12Ni11Mo1Ti2高强度不锈钢的热加工图与显微组织分析

为了获得00Cr12Ni11Mo1Ti2高强度不锈钢热加工图，优化其热加工工艺参数，采用Gleeble-3800型热模拟试验机，在变形温度为850～1150℃,应变速率为0.01～10 s^-1的条件下对试验钢进行了热压缩试验，研究了其热变形行为。构建了试验钢在峰值流变应力下的本构方程，并且基于动态材料模型构建了能量耗散图，并分别采用Prasad和Murthy两种失稳判据构建了试验钢的塑性失稳图。结果表明：00Cr12Ni11Mo1Ti2钢在能量耗散率低于0.3的变形区间内同样可以发生动态再结晶，在应变速率为1.0～10 s^-1,变形温度为850～1000℃的区间内，试验钢仅发生了部分动态再结晶且伴有大量的局部变形带产生，与Murthy准则预测的塑性失稳区更加吻合；在变形温度为1050～1150℃,应变速率为0.01～10.0 s^-1的区间内试验钢具有最佳的热加工性能，可获得细小均匀的原奥氏体晶粒组织。     

一种反应器用12Cr2Mo1钢的热变形行为及热加工图

以一种加氢反应器用钢12Cr2Mo1为研究对象,利用Gleeble-3800热/力模拟试验机,在变形温度850~1150℃、应变速率0.001~0.1 s~(-1)进行了真应变为0.8的热压缩。回归计算了考虑应变补偿的本构方程,建立了基于动态材料模型的热加工图,分析了热变形条件下的组织演化规律。结果表明,利用5次多项式回归计算得到的本构方程可用来预测不同应变下的流变应力;随着变形温度的升高和(或)应变速率的降低,动态再结晶水平增加;在1050℃和0.001 s~(-1)的热变形下,12Cr2Mo1钢可获得均匀的完全动态再结晶组织。     

喷射成形Vanadis4冷作模具钢高温变形行为研究

采用喷射成形工艺制备了高碳高合金Vanadis4冷作模具钢,采用光学显微镜观察了其微观组织,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其高温变形行为进行了研究,变形温度850℃~1150℃、变形速率为0.01s-1~30s-1。结果表明,喷射工艺得到了晶粒细小且无宏观偏析的组织;其真应力-应变曲线为典型的动态再结晶形曲线,变形初期流变应力随应变量增加迅速增加且很快达到峰值,该特点不同于传统工艺Cr12MoV冷作模具钢的真应力应变曲线特点。根据测得曲线的峰值应力应变计算了喷射成形V4钢变形激活能,结果表明激活能随温度增加而降低,受变形速率影响不大,其变形激活能在较高温度、中温、较低温度时分别为250、407、512kJ/mol。     

Ti-10V-2Fe-3Al合金的高温流变行为及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金进行了变形温度为850~1150 ℃,应变速率为0.01~10 s-1的等温热压缩实验。引入Zener-Hollomon参数,建立了该合金的热塑性变形双曲正弦本构方程。基于动态材料模型理论构建了该合金在不同应变下的热加工图。结果表明：Ti-10V-2Fe-3Al合金的流变失稳区主要发生在高应变速率下,热变形时适宜的变形安全区温度为1100~1150 ℃,应变速率为0.01~0.07 s-1。     

铸态42CrMo钢的高温塑性变形特性

利用Gleeble 1500D热模拟试验机,在应变速率为0.01~10 s-1、变形温度为1000~1150℃、变形量为60%的条件下对铸态42Cr Mo钢的高温塑性变形特性进行了研究。结果表明,材料的流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;试验钢的峰值应力激活能Q=325.63 k J/mol,稳态应力激活能Q=271.84 k J/mol;变形过程中动态再结晶晶粒平均尺寸随温度的增大而增大,随应变速率的增大而减小,其自然对数与Zener-Hollomon参数的自然对数成线性关系。     

钨含量对W-Cu复合材料高温变形行为的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为650~950℃、应变速率为0.01~5 s-1、总应变量为0.7的条件下,对25%W-Cu和50%W-Cu(质量分数)复合材料的热变形行为及其热加工图进行研究和分析。结果表明:此两种复合材料的高温流动应力—应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增大;在真应力—应变曲线基础上建立的W-Cu复合材料高温变形本构模型较好地表征了其高温流变特性;同时,利用50%W-Cu复合材料DMM加工图分析了其变形机制和失稳机制,确定其热加工工艺参数应优先选择变形温度为650~700℃、应变速率为1~5 s-1,或者变形温度为850~950℃、应变速率为0.01~0.1 s-1。     

粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为及加工图(英文)

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行等温压缩实验,在变形温度为1000-1150°C、应变速率为0.001-1s-1的条件下,研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。不同应变条件下的加工图表明该合金的加工图对应变量很敏感。应变量为0.5时,对应的加工图表明粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金合适的加工区域是:温度1000-1050°C、应变速率0.001-0.05s-1;温度1050-1125°C、应变速率0.01-0.1s-1。对热变形后合金的显微组织和加工图进行分析,发现1000°C,0.001s-1是该合金进行热变形的最佳工艺参数。     

17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢的动态再结晶行为及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机得到17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢在1000~1150 ℃、0.01~10 s^-1的流变应力曲线,构建了两种钢的动态再结晶Avrami动力学模型和热加工图。结果表明,两种钢在高变形温度、低应变速率下易发生动态再结晶。17Cr2Ni2MoVNb钢中较高的Nb和Mo含量对动态再结晶的抑制作用大于20Cr2Ni4A钢中的高Ni含量的影响,导致在相同的热变形条件下17Cr2Ni2MoVNb钢的动态再结晶体积分数小于20Cr2Ni4A钢。17Cr2Ni2MoVNb钢的最佳热加工工艺参数为:温度为1050~1150 ℃、应变速率为0.1~0.6 s^-1;20Cr2Ni4A钢的最佳加工参数为:温度为1100~1150 ℃、应变速率为3.3~5.5 s^-1。     

30CrNi3MoV钢的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对30CrNi3MoV钢进行单向热压缩试验,研究了其在变形温度950~1150 ℃、应变速率0.01~10 s^-1的热变形行为,构建了应变补偿型流变应力本构方程,并绘制出该钢的热加工图。结果表明,30CrNi3MoV钢真应力-真应变曲线有3种不同特征:高温小应变速率时,表现为典型的动态再结晶过程;低温小应变速率时,曲线为动态回复特征;应变速率较大时,应力随应变的增大而增大,无明显的峰值应力。采用5次多项式拟合构建的应变耦合流变应力本构方程具有高的精确度,采用该方程获得的预测值与试验值的平均相对误差为3.2%,相关性系数R值为0.993。从热加工图中得到试验钢最佳的热加工工艺参数范围是:变形温度为1020~1150 ℃、应变速率为0.03~0.35 s^-1。     

Ni-Cr-Mo-B特厚板钢的热压缩变形行为

利用Gleeble-3800热模拟试验机,研究了Ni-Cr-Mo-B特厚板钢在900~1150℃、应变速率为0.01~10 s-1、试样工程应变量为70%的热压缩变形行为。基于实验数据,使用回归分析的方法建立了Ni-Cr-Mo-B钢的双曲正弦Arrhenius型本构方程。采用应变硬化速率与应力关系曲线、实验流变曲线准确的确定了表征动态再结晶行为的重要特征参数:临界应力/应变、峰值应力/应变和稳态应力/应变。结果表明:Ni-Cr-Mo-B钢的热变形激活能(Q)为351074 J·mol-1;随着变形温度升高及应变速率减小,即Zener-Hollomon参数(Z)减小,各特征参数减小,有利于动态再结晶发生;临界应力与峰值应力比为0.89,临界应变与峰值应变之比为0.44。此外,基于Z参数,确定了Ni-Cr-Mo-B钢动态再结晶特征参数的数学预测模型。     

新型二次硬化超高强度钢的高温塑性及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型二次硬化超高强度钢M54在850~1 200℃、应变速率为10-2~10s-1条件下的热压缩变形行为,测得了钢的高温流变曲线,并观察变形后的显微组织。实验结果表明,该钢种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,在真应变为0.9,应变速率为10-2~10s-1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随之提高。通过计算可知该钢的热变形激活能为489.712kJ·mol~(-1),并建立了试验钢的热变形方程,并绘制了其热加工图,结合高温变形后的显微组织和热加工图,确定了最优热变形工艺参数为变形温度范围1 050~1 100℃,应变速率为0.1~1s~(-1)。     

15CrMoR钢热变形行为及其热加工图的研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对15CrMoR钢进行了热压缩,变形温度950～1150℃、应变速率0.05～5s-1,真应变0.7。并通过应力应变曲线得到了材料本构方程和热加工图。结果表明,在应变0.7下15CrMoR钢的温升ΔT随着应变速率的增加和变形温度的降低而增加,且最大值在低温高应变速率处。15CrMoR钢在最初0.1应变时,功率耗散系数η值在1000℃和1115℃达到最大,随着温度增加、应变速率的减小,η值增加,在1150℃/0.05 s-1处达到最大值。     

Q690低碳微合金钢热变形行为及动态再结晶临界应变

利用Gleeble-3800数字控制热/力模拟试验机对Q690低碳微合金钢进行高温单道次热压缩实验,研究了不同变形温度(850～1150℃)、应变速率(0.01 ～30 s-1)条件下的热变形行为.采用峰值应力和饱和应力共同描述流变应力,确定了实验钢热变形激活能Q=356.05 kJ/mol,数值模拟回归出了实验钢的热变形本构方程.根据应变硬化率和应力的关系,确定了动态再结晶的临界应变值及其与Zener-Hollomon因子的关系式.