基于热加工图的机床用双相不锈钢的热加工行为研究

采用Gleeble3800热模拟机对2205双相不锈钢进行高温热压缩变形实验,分析该材料在变形温度为950~1 100℃、应变速率为0.1~50.0 s~(-1),工程变形量为66.6%不变的条件下的流变应力变化规律。基于动态材料模型建立了2205双相不锈钢的热变形本构方程和热加工图,确定了失稳区。得到2205双相不锈钢热变形激活能Qdef=405.8 k J/mol,结合热加工图确定了最佳的热加工区间为变形温度为1 050~1 100℃,应变速率为0.1~1.0 s~(-1)。为2205双相不锈钢的热加工工艺提供依据。     

低成本Ti-Al-V-Fe-O钛合金热变形行为及热加工图

通过真空非自耗熔炼炉制备了低成本Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金,利用Gleeble-1500D热模拟机,研究了其热加工参数为：变形温度875℃-1100℃、应变速率0.001s_-1-1s_-1,变形量为70%时的热变形行为,建立了Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金考虑应变量的Arrhenius本构方程,基于动态材料模型建立热加工图。研究结果表明：变形温度升高,应变速率降低,流变应力降低。通过本构方程计算可得两相区平均热激活能为398.824KJ/mol,远大于纯钛自激活能,表明热变形软化机制与动态再结晶有关。单相区热激活能为210.93KJ/mol,略大于纯钛自激活能,以动态回复为主。通过热加工图确定两个失稳区,中等变形温度(950℃-1070℃)高应变速率(0.31-0.1s_-1)易发生绝热剪切,结合热加工图确定适合的加工区间：应变速率为0.001-0.01s_-1,变形温度为875℃-925℃。     

含铝节镍型奥氏体耐热钢(AFA钢)的热变形行为与热加工图

为了预测含铝节镍型奥氏体耐热钢(AFA钢)的热变形行为,利用Gleeble-3500热力模拟试验机对AFA钢进行了温度950～1150℃、应变速率0.01～10 s^-1、真应变为0.51～1.2的高温热压缩试验,构建了本构方程,并建立了热加工图。结果表明,在同一应变速率下,随着变形温度的升高,AFA钢的流变应力逐渐降低,在同一变形温度下,随着应变速率的增加,流变应力随之增加。在真应变为0.69(变形量为50%)下,预测应力与实际应力的线性相关系数R²为0.998 53,随着应变的增加,材料的失稳区域先减小后增大,集中于低温区;高效率区域变大,且高效率区域集中于变形温度为1100～1150℃、应变速率为0.01～0.1 s^-1之间,说明AFA钢适合在高温低应变速率的情况下进行热加工。     

410不锈钢的热变形行为及热加工图

通过对410不锈钢进行热压缩试验,分析了不同变形温度及变形速率对应力应变曲线的影响,并以此为基础构建了本构方程及热加工图.发现相同应变速率的真应力应变曲线,温度越大,真应力越小.不同应变速率的流变曲线,低应变速率下,应力达到峰值后,将出现下降趋势;而高应变速率下,应力将一直升高,直到达到最大应变量时达到最高.分析热加工...     

微碳钢的热变形方程及热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了微碳钢在700～1100℃、0.01～10 s-1条件下的热变形行为。确定了其在铁素体区和奥氏体区的热变形方程。建立了微碳钢在不同应变量下的热加工图(Processing Map)。结果表明,在铁素体区和奥氏体区,试验钢的峰值应力大小基本相当;试验钢在铁素体区和奥氏体区的热变形激活能分别为302 kJ/mol和353 kJ/mol;不同真应变下的热加工图相似,当变形温度为875℃,应变速率为0.01 s-1时,能量消耗效率达到最大值为0.5。     

9Ni钢热变形行为及热加工图

使用Gleeble-1500D热模拟试验机对9Ni钢进行了热压缩变形实验,研究其在应变量为0.8、 变形温度为800～1150℃、 应变速率为0.1～5 s-1下的热变形行为,并对不同热变形条件下实验样品的微观组织进行了系统研究.研究发现,针对不同的变形条件,真应力-真应变曲线中的流变应力随着变形温度的升高以及应变速率...     

Cu-Ni-Si-P合金热变形行为及热加工图

采用高温等温压缩试验,对Cu?Ni?Si?P合金在应变速率0.01~5?1、变形温度600~800°C条件下的高温变形行为进行了研究,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和本构方程。根据实验数据与热加工工艺参数构建了该合金的热加工图,利用热加工图对该合金在热变形过程中的热变形工艺参数进行了优化,并利用热加工图分析了该合金的高温组织变化。热变形过程中Cu?Ni?Si?P合金的流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的提高而增大,该合金的动态再结晶温度为700°C。该合金热变形过程中的热变形激活能Q为485.6 kJ/mol。通过分析合金在应变为0.3和0.5时的热加工图得出该合金的安全加工区域的温度为750~800°C,应变速率为0.01~0.1 s?1。通过合金热变形过程中高温显微组织的观察,其组织规律很好地符合热加工图所预测的组织规律。     

304和304L奥氏体不锈钢的热加工性能研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机分别对304与304L奥氏体不锈钢进行单道次热压缩实验,研究了材料在变形温度900～1100℃,应变速率0.01～5 s~(-1)条件下的热变形行为及组织演变规律,并基于动态材料模型(Dynamic Materials Mod-el,DMM)对比分析304与304L奥氏体不锈钢的热加工性能。结果表明:304L变形抗力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,其流变曲线可分为加工硬化、动态回复及动态再结晶3种类型。通过构建304与304L奥氏体不锈钢的热加工图,发现当应变量为0.6时,304热加工窗口为970～1050℃、0.01～0.1 s~(-1)和1050～1100℃、0.03～1 s~(-1),并在高温低应变速率区域出现严重的流变失稳现象; 304L热加工窗口为950～1100℃、0.01～0.03 s~(-1)。对比可知304和304 L的可加工温度区间相似,但应变速率区间差异明显,合金元素含量的变化导致可加工应变速率区间向低应变速率方向移动。     

300M高强钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度850℃~1200℃、应变速率0.001s~(-1)~10s~(-1)下进行热压缩实验,研究300M高强钢的热变形行为。根据双曲正弦函数,分析全应变条件下流动应力与Z参数间的关系,得到300M高强钢的变形激活能Q及参数A、n、α的值,建立全应变本构方程。基于动态材料模型,建立300M高强钢的热加工图,并讨论了300M钢组织演化规律。结果表明,考虑应变补偿的本构方程,在实验条件内计算的流动应力与实验所测结果吻合度较高;随变形温度的升高及应变速率的减小,300M钢的奥氏体晶粒尺寸增加;变形温度900℃~1 200℃、应变速率0.001s~(-1)~0.1s~(-1)是300M高强钢较佳的热加工工艺范围。     

基于热加工图的双相不锈钢热成形机制及工艺优化

采用Gleelbe-3500热力模拟试验机对2507双相不锈钢在900～1 150℃,以0.01～10 s^-1的应变速率进行了单向热压缩试验,以研究热变形参数对其热加工行为的影响。根据热压缩变形时的真应力-真应变曲线获得双相不锈钢基于动态材料模型理论的热加工图,并通过金相检验对热加工图进行验证。结果表明：2507双相不锈钢的真应力-真应变曲线有两个特征,即高温或应变速率较大时的动态回复和低温或应变速率较小时的动态再结晶。根据热变形方程计算得到该双相不锈钢的热变形激活能Q为473.01 kJ/mol,并构建了峰值应力本构方程。结合不同变形条件下的应力-应变曲线和显微组织,建立了2507双相不锈钢的热加工图,并确定了其最佳的热加工工艺区间为变形温度950～1 100℃,应变速率0.01～0.85 s^-1,该区域的功率耗散系数均大于0.3,发生了明显的奥氏体动态再结晶。     

Hot Deformation Behavior and Processing Map of a Cu-Bearing 2205 Duplex Stainless Steel

The hot deformation behavior and processing map of Cu-bearing 2205 duplex stainless steel(2205-Cu DSS) were investigated at temperatures of 950-1150℃and strain rates of 0.01-10 s~(-1).The effects of Cu addition and different deformation parameters on deformation behavior were,respectively,characterized by analyzing flow curves,constitutive equations and microstructures.The results indicated that the shapes of flow curves strongly depended on the volume fraction of two phases.When deformed at low strain rate,DRV in ferrite was prompted with increase in the temperature and was further developed to continuous DRX.At high strain rate,flow localization preferentially occurred in ferrite at low deformation temperature due to the strain partitioning and relatively less fraction of ferrite.The activation energy for 2205-Cu DSS was 452 kJ/mol and was found to connect with the variation of strain,strain rate and deformation temperature.The optimum hot deformation parameters for 2205-Cu DSS were obtained in the temperature range of 1100-1150℃and strain rate range of 0.1-1 s~(-1)with a peak power dissipation efficiency of 41%.Flow localization was the main way to lead to flow instability.Meanwhile,the Cu-rich precipitates were generated within a few ferrite grains when deformed at temperature lower than 1000℃.The interaction between dislocations and Cu-rich precipitates at high strain rate,as well as the limited DRV in ferrite and DRX in austenite,contributed to the complex microstructure and flow behavior.     

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。     

Ti53311S钛合金的热变形和加工图

用Gleeble-1500对Ti53311S钛合金在温度为880-1080℃，应变速率为0．001～10s^-1。最大变形量为80％的条件下进行高温压缩变形行为研究。测试了其真应力一真应变曲线，建立了本构方程，并求出变形激活能。双相区为377kJ／mol，β相区为648kJ／mol。并观察了变形后的显微组织，计算分析了该合金的加工图。结果表明：该合金对温度和应变速率敏感，不同变形条件下的应力值变化很大；应变速率敏感指数随温度的升高而降低．而变形激活能随温度的升高而增大。合金的变形机理主要为动态再结晶和动态回复。Ti53311S钛合金加工过程中温度应控制在相变点以下，应变速率应控制在0．01s^-1以上、10s^-1以下为宜。     

铜元素对304L不锈钢热加工性能的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机对含铜304L不锈钢进行热压缩实验,变形温度为900~1150 ℃,应变速率为0.01~20 s^-1,并通过应力-应变曲线构建其热加工图。结果表明,随着铜含量的增加（0%Cu-304L,2.42%Cu-304L,3.60%Cu-304L）,较好的热加工温度范围从200 ℃降低到75 ℃。微观组织分析发现：该材料失稳的主要原因有局部流动失稳、剪切带、空洞和裂纹;在热变形过程中,塑性变形能在短时间内转化为热量,导致变形材料局部温度升高,这使得熔点相对较低的铜偏析区易融化从而形成孔洞,成为裂纹的来源,降低了材料的热加工性。     

粉末冶金高钨合金钢热变形行为与加工图

在温度为900～1100℃、应变速率为0.001～1 s-1的变形条件下,利用Gleeble热模拟试验机研究了粉末冶金工艺制备的新型高钨合金钢的热变形行为.结果 表明:高钨合金钢的流变应力随应变率的降低和变形温度的升高而降低.构建高钨合金钢的Arrhenius双曲正弦函数本构方程及热加工图,得到高温变形激活能为377 ...     

变形量对Ti稳定的18—8不锈钢热变形强化的影响

本文研究了变形量对Ti稳定的18—8不锈钢热变形强化效果的影响。试验结果表明:变形越大,强化效果越显著,但经稳定化处理后易软化。     

0Cr18Ni9Ti钢的热变形强化及稳定化处理

用热轧的方法研究了０Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ钢热变形强化后的力学性能，及在随后的稳定化处理后力学性能和晶间腐蚀性能的变化规律。     

18.7Cr-1.0Ni-5.8Mn-0.2N节Ni型双相不锈钢的大变形热压缩软化行为

在1123~1423 K、0.1~10 s^-1条件下对18.7Cr-1.0Ni-5.8Mn-0.2N节Ni型双相不锈钢进行70%大变形量热压缩研究。利用OM、SEM和EBSD分析热变形组织。结果表明,铁素体动态再结晶(DRX)主要发生在1123 K较低变形温度,随应变速率增大,晶粒细化程度增加,晶粒不均匀程度减小。应变速率对铁素体DRX影响较大,而奥氏体DRX对变形温度更加敏感。在1223 K、10 s^-1条件下,铁素体相发生了以小角度晶界(LAGB)向大角度晶界(HAGB)转变的连续动态再结晶(CDRX),而在1323 K、0.1 s^-1条件下,奥氏体相以不连续动态再结晶(DDRX)为主。低应变速率条件下升高温度易诱发DDRX,而在高应变速率条件下易发生CDRX。在高温低应变条件下,奥氏体相晶粒取向主要为(001)和(111)再结晶织构,而铁素体相在(001)和(111)织构之间存在竞争关系。拟合获得临界应力(应变)并确定了其与峰值应力(应变)的关系。随着应变增加,热加工失稳区缩小,且稳定区逐渐向高温高应变速率方向移动,1323~1423 K、0.01~6.05 s^-1的热参数条件最适合热加工。     

氮强化高锰奥氏体不锈钢的应变硬化行为

研究了２２Ｍｎ－１３Ｃｒ－５Ｎｉ－０．２５Ｎ钢的应变硬化行为。结果表明：变形初期，形变孪晶的形成降低应变硬化指数；随应变增加，先形成的形变孪晶阻碍位错运动和阻碍其它｛１１１｝形变孪晶形成，从而提高应变硬化指数。应变硬化指数ｎ与真应变量ε的关系为ｎ＝ａ·１ｎｅ＋ｂ。晶粒尺寸对ｎ值的影响与应变量有关，当ε＜０．１时，随晶粒尺寸增大，应变硬化指数先降后升；当ε≥０．１时，应变硬化指数随晶粒尺寸的增大而增加。     

新型钛合金Ti-555热变形行为及热加工图研究

本文通过高温热压缩试验研究Ti-555钛合金热变形过程中变形温度、应变速率对流变应力的影响,采用Arrhenius双曲正弦函数模型推导出Ti-555本构方程,并依据动态材料模型建立了ε=0.6时的热加工图。结果表明,Ti-555钛合金流变应力对应变速率和变形温度较为敏感,热变形时随变形温度升高或应变速率降低,流变应力下降。根据热加工图确定了两个热加工安全区参数为(1)变形温度为850～950 ℃、应变速率为0.6～10 s_^-1;(2)变形温度为950～1150 ℃、应变速率为0.36～0.9 s_^-1。