TC21钛合金高温热变形行为研究

研究了不同热变形条件下TC21钛合金的流变应力行为和微观组织演变规律,分析了高温热变形行为模型及动态再结晶现象.结果表明,随变形温度的升高和热变形速率的降低,TC21钛合金在热变形过程中相变和变形同时发生,导致了热变形过程中的动态回复和再结晶现象.     

300M钢的热变形行为及热锻成形工艺研究现状

300M钢凭其优异的综合力学性能而被广泛应用于飞机起落架大型构件的生产。在大型构件的热锻成形过程中,材料的流动行为及组织演变受到众多因素影响,变形机制复杂。主要从300M钢的热变形本构模型、微观组织演变以及锻造工艺三方面对现有研究进行综述。在热变形本构模型方面,综述了300M钢在单道次及多道次热变形下的本构模型的研究现状。在微观演化方面,综述了300M钢热变形各个阶段所对应的组织演化机制,包括晶粒长大、动态再结晶、静态再结晶、亚动态再结晶以及相变过程。此外,从数值分析角度综述了热锻成形工艺的研究现状。最后,针对现有研究提出了后续值得继续深入研究的方向。     

镍基617合金动态再结晶微观组织演变与预测

通过Gleeble-3500热模拟试验机对镍基617合金进行等温压缩热变形实验,分析617合金在不同变形条件下各变形参数影响动态再结晶微观组织演变的规律。在对应力应变曲线及金相组织照片等实验数据计算分析的基础上,建立617合金动态再结晶模型,并将其导入有限元软件Deform-3D中,对617合金锻造工艺实验中晶粒组织演化进行数值模拟。结果表明:计算结果与实验结果相吻合,基本实现了变形过程微观组织的预测控制,验证了模型的准确性。     

2205和2507双相不锈钢双道次热压缩条件下的微观组织演变及变形行为

对DSS2205和SDSS2507进行1000~1200℃的双道次热压缩实验,以研究热变形道次间隔过程中双相不锈钢的微观组织演变及其对合金后续变形行为的影响。结果表明:较高的变形温度(1200℃)不利于奥氏体稳定。随着保温时间的延长,γ→δ相变使得奥氏体占比逐渐降低,亚稳铁素体再结晶晶粒明显长大,合金第二道次热变形时的流变应力水平逐渐降低。在较低的变形温度下(1000℃),δ→γ相变占据主导,保温时间的延长促使铁素体晶界处形成大量的块状奥氏体相,抑制了铁素体再结晶晶粒长大。合金在第二道次热压缩变形时,块状奥氏体相的形成致使铁素体内大量位错发生缠结,并聚集在奥氏体/铁素体相界面处。对比DSS2205和SDSS2507较低温度下的微观组织演变过程可知,双相不锈钢第二道次变形抗力的提高主要与保温过程中铁素体内块状奥氏体相的形成有关。     

金属材料动态再结晶模型研究现状

动态再结晶是热塑性变形过程中重要的材料软化、晶粒细化、组织控制和塑性成形能力改善方法,而材料发生动态再结晶过程形成的组织结构直接决定其综合性能,因此,长期以来动态再结晶一直是热成形过程中的研究热点。概述了动态再结晶的物理机理,介绍了位错密度模型、动力学模型和微观组织演化数值模拟,并对目前研究现状进行分析,展望其未来发展前景。     

多尺度铝合金变形组织演变模型研究进展

铝合金在热成形过程中,微观组织会发生晶粒长大、晶粒不均匀变形、动态再结晶等一系列复杂的演化,而这些材料内部微观结构的改变,会直接影响铝合金的综合性能。通过掌握变形过程中微观组织演变的物理本质,以达到控制微观组织及产品性能的目的,已经越来越受到材料研究者的重视。对铝合金变形组织演变模型的研究现状进行了综述,重点介绍了多尺度模拟方法,同时指出了研究中存在的问题,对铝合金变形组织演变建模的发展趋势进行了展望。     

23CrNi3Mo钢动态再结晶行为和组织演变研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行单道次热压缩变形,通过控制变形温度(900,950,1 000,1 050℃)和应变速率(0.01,0.1和1 s-1)研究了23CrNi3Mo钢的动态再结晶行为,分析了变形温度、应变速率对动态再结晶行为和组织演变的影响.结果表明:23CrNi3Mo钢动态再结晶的再结晶激活能为293.23 kJ/mol;采用θ-σ模型较精确地获得了发生动态再结晶的临界应变与峰值应变,并确定了其平均比值εc/εp=0.63;确定了材料常数和热变形本构方程.通过对热模拟实验数据的分析和显微组织观察,建立了不同变形条件下动态再结晶模型和晶粒尺寸模型.     

钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展

综述了当前国内外钛合金在热加工过程中的变形机制及微观组织演变规律方面的研究成果.主要讨论了α,α β和β钛合金在β区、α区或α β两相区热变形的流变曲线特征,应力指数和变形激活能参数,α相和β相的变形方式、再结晶和回复以及α β两相组织的球化等组织演变机制及规律.     

Inconel 718镍基高温合金热加工动态再结晶建模与计算

目的 建立Inconel 718镍基合金动态再结晶组织演变三维介观尺度计算模型.方法 采用Gleeble-1500型热力模拟试验机进行恒温恒应变速率压缩实验,获得Inconel 718高温合金热变形的真应力-应变曲线,并结合光学显微镜分析热变形后的材料的塑性流动规律与组织演化特征,获得材料参数.结果 基于流变和组织行为...     

GH3028镍基合金的热变形动态再结晶及微观组织演变

目的 研究GH3028镍基合金动态再结晶过程中的晶粒尺寸变化情况,明晰微观组织形貌的演变规律。方法 利用DST3000PC型动态热模拟实验机,在温度为1 050～1 300℃、应变速率为1×10^-3～1×10^-1 s^-1、最大应变量为58%的条件下对GH3028镍基合金进行热压缩实验,通过构建动态再结晶和晶粒尺寸演变数值计算模型并结合实验进行验证。结果 峰值应力随温度的上升而有所下降,在1050～1300℃温度范围内,温度越高,合金试样越容易趋于稳态,动态再结晶特点越为明显。通过对实验数据进行优化和拟合,根据峰值应力值计算出热变形激活能Q为516 kJ/mol,进而求解出热变形方程。建立动态再结晶模型及晶粒尺寸模型,观察动态再结晶过程中的微观组织,发现当温度、应变速率不变时,动态再结晶的体积分数随应变量的增大而增大。温度的提升会显著增大动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸。晶粒尺寸受温度和应变速率的双重影响逐渐趋于稳态变化。结论 通过对模型预测值与实际实验数据进行对比,发现该模型可以实现对晶粒尺寸变化的预测,模型预测平...     

Finite element modelling on microstructure evolution during multi-pass hot compression for AZ31 alloys using incremental method

Based on the principle of piecewise linearization, the incremental forms of microstructure evolution models were integrated into the thermo-mechanical coupled finite element(FE) model to simulate nonlinear microstructure evolution during multi-pass hot deformation. This is an unsteady-state deformation where dynamic recrystallization(DRX), meta-dynamic recrystallization(MDRX), static recrystallization(SRX) and grain growth(GG) take place during hot deformation or deformation interval. The distributions of deformation and microstructure for cylindrical AZ31 sample during single-pass and double-pass hot compressions were quantitatively calculated and compared with the metallographic observation. It is shown that both the deformation and microstructure are non-uniformly distributed due to the presence of friction between the die and the flat end of sample. The average grain size and its standard deviation under the double-pass hot compression are slightly smaller than those under single-pass compression.The simulated average grain sizes agree well with the experiments, which validates that the developed FE model on the basis of incremental forms of microstructure evolution models is reasonable.     

3xxx系罐身铝合金第二相及其对加工过程的影响研究进展

简述了3xxx系罐身用铝合金中含有的主要第二相,阐述了均匀化过程中各类第二相粒子的演变规律,并分析讨论了其对各加工过程的影响。重点讨论了第二相在形变过程中的破碎,初生相与析出相对再结晶的影响以及在减薄拉深过程中第二相粒子发挥的作用。总结了现有研究中一些不完善和存在争议的地方,同时对如何通过共晶相转化来控制这类粗大第二相的尺寸及分布进行了讨论。     

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金高温塑性变形行为研究

以Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金为研究对象,采用热模拟等温压缩的试验方法,利用Arrhenius关系式,分析了合金应力与应变的关系,同时利用金相显微镜和扫描电镜,观察合金在热变形过程中组织的演变。结果表明,合金高温等温压缩变形的真应力-真应变曲线属于动态再结晶型,并且当应变速率ε一定时,温度升高,峰值流变应力下降,当温度一定时,应变速率ε增大,峰值流变应力和它所对应的应变值均提高;变形过程中随着温度的升高,合金发生不同程度的再结晶。当变形温度为623K时,组织变化以动态回复为主,变形温度提高到673K,开始出现再结晶现象,温度达到773K时得到完全再结晶组织。     

热锻过程中动态再结晶的数值模拟

在热锻过程中,由动态再结晶引起的微观组织演化是决定锻件最终性能的重要因素之一。基于更新的拉格朗日格式刚塑性有限元和考虑动态再结晶的粘塑性模型,建立了能够模拟变形过程、温度变化过程和动态再结晶过程的有限元方法,研制了轴对称有限元软件,并用该软件模拟26Cr2Ni4MoV小圆柱试样镦粗过程中由动态再结晶引起的微观组织演化。在软件中应用网格重新划分技术降低由于网格畸变引起的计算误差。模拟结果和实验结果符合良好。     

Modeling Recrystallization of Austenite for C—Mn Steels during Hot Deformation by Cellular Automaton

By using a cellular automaton method,microstructure evolution of recrystallization in austenite during hot deformation was simulated for C-Mn steels.A model takes into account the influence of deformation temperature,strain,and strain rate on the dynamic recrystallization fraction,and the effect of the keeping time on the static recrystallization fraction based on a hot deformation test on a Gleeble-1500 simulator.In addition,the size changing of γgrains during continuous hot deformation was simulated by applying the model.     

奥氏体不锈钢热轧加工性能的数学模型研究

钢的热加工性能是钢的热轧工艺设计的基础.奥氏体钢在热加工中涉及到众多的物理现象,如动态回复、动态再结晶、静态回复、亚动态再结晶、静态再结晶和晶粒长大.一个优秀的描述钢的热加工性能的数学模型可以优化热轧工艺,提高生产效率,改善产品质量.综述了奥氏体不锈钢在热加工中发生的各类物理现象及其相对应的数学模型,讨论了变形温度、变形参数与流变应力、再结晶以及再结晶晶粒度之间复杂的关系,并分析了在工业多道次轧制工艺中,如何应用这些数学模型模拟和预测轧钢过程中残余应变和其内部组织的演变过程.     

The identification of dynamic recrystallization and constitutive modeling during hot deformation of Ti55511 titanium alloy

In the present paper, an internal-variable identification approach has been proposed to investigate the dynamic recrystallization (DRX) behavior during hot deformation and corresponding constitutive model has been constructed. Isothermal compression experiments of Ti55511 titanium alloy were conducted for verification. Plastic behavior is determined by dislocation evolution in many cases while deforming. The comparison between saturated and DRX critical dislocation density was made to distinguish the occurrence of dynamic recrystallization/recovery (DRV) during hot deformation. The influence of deformation parameters on DRX behavior was illustrated by dislocation evolution map, validated by the power dissipation efficiency distribution. DRX process during hot deformation of Ti55511 alloy tends to occur under moderate temperatures and low strain rates. In addition, a physical-based Arrhenius constitutive formula has been derived for DRX criticality. The strain-rate sensitivity coefficients during hot deformation were fixed as a constant equal to 1/6 and the deformation activation energy was related to the material's self-diffusion activation.