300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10 s-1时,其变形温度高于1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。     

Fe-18Mn-0.6C TWIP钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上通过单道次压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,试验TWIP钢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;各种变形条件下,TWIP钢的奥氏体晶粒尺寸有很大差异,随着变形温度的升高,再结晶晶粒粗化,而应变速率和应变量的增加有利于晶粒细化;最后采用线性回归方法计算出TWIP钢的热变形激活能为443.3 kJ/mol,并求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系,以及动态再结晶动力学规律。     

30MnSi钢热变形抗力的数学模型

利用Gleeble-3800热模拟试验机对30MnSi钢进行单道次压缩实验,研究和分析了变形温度、变形速率和变形量对热变形抗力的影响。结果表明,应变速率为0.1 s-1时,材料在850~1 100℃温度区间均发生动态再结晶。随着应变速率增加,动态再结晶所需温度逐步提高,应变速率增至10 s-1,变形温度低于1 150℃均未发生动态再结晶。在实测不同变形温度、变形速率和变形量与变形抗力关系的实验数据的基础上,采用Origin软件对实验数据进行回归分析,建立了30MnSi钢的变形抗力数学模型。     

氮强化高锰奥氏体钢热变形行为研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1253～1423K,应变速率为0.1～10s-1的条件下对32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢进行了热压缩变形试验,测定了其真应力-应变曲线,观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.真应变为0.6时,在1423K、应变速率在0.1～10s-1之间的试样均已发生完全动态再结晶;在1373K以下变形时,应变速率在0.1～10s-1之间,试样发生部分动态再结晶.动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,随着应变速率的升高而减小.32Mn-7Cr-1Mo-0.3N奥氏体钢的热变形激活能Q值为469.03kJ/mol,并获得热变形方程.     

热变形对超高强度不锈钢流变应力及动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型超高强度不锈钢在变形温度850~1150 ℃,应变速率0.01~10 s-1条件下的热压缩变形行为,建立了钢的热变形方程及动态再结晶晶粒的尺寸模型。结果表明,变形过程中,变形温度降低和应变速率增加都会使钢的高温流变应力增加。应变速率相同时,随着变形温度的升高,动态再结晶程度逐渐增加;而当变形温度相同时,随着应变速率的降低,动态再结晶晶粒发生长大。试验钢的变形激活能为452.02 kJ/mol,热变形方程为：=6.93309×1016[sinh(0.00467σ)] 7.2154exp(),动态再结晶临界应变εc与形变温度和应变速率的关系为：εc=8.89×10-3(exp())0.07328,动态再结晶晶粒尺寸模型为DDRX=947.28×Z-0.123。     

Ti-Mo-V微合金化钢的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Ti-Mo-V微合金化钢进行单道次热模拟压缩试验,分析了变形温度、应变速率、变形程度等对试验钢热变形行为的影响。结果表明,在一定条件下,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大。当应变速率大于10 s^-1和变形温度小于1000 ℃时,发生动态回复;当应变速率小于1 s^-1和变形温度大于850 ℃时,发生动态再结晶。在Sellars -Tegart方程的基础上,建立了试验钢加工硬化-动态回复和动态再结晶精度较高流变应力模型,并采用回归的流变应力模型预报了Ti-Mo-V微合金化钢的实际轧制压力,预报值与实测值吻合良好。     

新型中合金超高强度钢的热变形行为北大核心CSCD

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了含有W、Mo等多种碳化物形成元素的新型中合金超高强度钢的热变形行为,变形温度为800~1200℃,应变速率为0.01~10 s^(-1),最大应变量为0.7。热模拟试验得到了试验钢的高温流变应力曲线,其变形抗力随变形温度的降低和应变速率的提高而增加。在变形温度1000℃以上进行热压缩时,试验钢可发生动态再结晶;变形温度的升高会促进晶粒粗化及二次再结晶的发生,而应变速率的提升有利于促进再结晶晶粒的细化和均匀化。根据试验钢的高温流变应力曲线,计算出试验钢的热加工本构方程,并建立了真应变为0.4的热加工图。结合微观组织演变的分析结果,得出试验钢的最佳热加工区域应为:变形温度为1000~1100℃、应变速率为1~10 s^(-1)。     

AerMet100超高强度钢热变形行为

在热模拟机上对AerMet100超高强度钢进行了恒温和恒应变速率的热压缩实验,温度范围是900℃～1100℃,应变速率范围是0.01s-1～10s-1。实测了高温下应力-应变关系曲线,观察了变形后的显微组织,计算了材料的激活能,并建立了峰值应力与变形温度和应变速率的关系。结果表明,材料的流动应力随着变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;材料在不同变形条件下其软化机制分别受动态回复和动态再结晶控制;在实验条件范围内,AerMet100超高强度钢的再结晶温度在1000℃～1050℃之间,材料的热变形激活能为261.2kJ/mol。     

EA4T钢热变形行为及组织演变规律研究

通过Gleeble-3200热模拟机对EA4T钢进行热压缩实验,研究了应变速率为0.01~10 s~(-1),变形温度为950~1150℃条件下,EA4T钢的热变形行为和组织演变。分析其流变曲线发现,EA4T钢的峰值应力随着温度增大而减小,随着应变速率增大而增大,得到该材料在高的温度和低的应变速率条件下容易发生动态再结晶。基于Arrhenius双曲正弦方程建立了EA4T钢的热变形本构方程;运用数值计算方法,确定了EA4T钢的峰值激活能和稳态激活能分别为385.4和395.4 kJ·mol~(-1);观察温度以及应变速率对试验钢组织演变的影响发现,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加而增大,随着应变速率的增加而减小;通过测量晶粒度,获得动态再结晶晶粒尺寸和Z参数的关系式。     

伞齿轮铸辗复合成形中的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对20CrMnTi钢伞齿轮进行了变形温度为850～1150℃、应变速率为0. 01～5 s~(-1)的热压缩试验,研究了变形温度和应变速率对20CrMnTi钢动态再结晶行为的影响,建立了20CrMnTi钢动态再结晶模型。结果表明:不同变形温度和应变速率下,20CrMnTi钢的动态再结晶体积分数曲线都大体呈"S"型,即初始阶段动态再结晶体积分数增加速度较快,而在到达某一临界值时增加速度变小;较高的变形温度和较小的应变速率更加有利于20CrMnTi钢发生动态再结晶。通过动态再结晶模型可以确定20CrMnTi钢发生动态再结晶的条件,从而可以通过控制变形温度和应变速率使20CrMnTi钢在变形区域发生充分再结晶,实现细化晶粒、均匀组织和提高成形性的目的。     

Al-Zn-Mg-0.25Sc-Zr合金的热压缩变形行为和微观组织演化(英文)

采用等温轴对称热压缩实验对Al-Zn-Mg-0.25Sc-Zr合金的热变形行为和微观组织演化进行研究。变形温度为340~500°C,应变速率为0.001~10 s-1。结果表明:稳态流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而增大,该合金的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为150.25 kJ/mol。在变形温度较高和应变速率较低(即Z参数较低)的条件下,动态再结晶更容易发生。随着Z参数的变小,合金的主要软化机制由动态回复转变为动态再结晶,合金中的位错密度降低,亚晶尺寸增大。     

Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金热压缩变形的流变行为和组织

在Gleeble-1500热模拟机上对Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金进行热压缩试验,分析合金的流变应力与应变速率和变形温度之间的关系,计算高温变形时的变形激活能,并研究合金在变形过程中的显微组织。结果表明:Al-Mn-Mg-Cu-Ni合金在本实验条件下具有正的应变速率敏感性;流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小。该合金热压缩变形的流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,也可用Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能为209.84kJ/mol。随着热变形温度的升高和应变速率的减小,合金中的主要软化机制逐步由动态回复转变为动态再结晶。     

ZK31-1.5Y镁合金热变形行为及加工图

研究了ZK31-1.5Y镁合金在变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热压缩变形特性,基于动态材料模型建立了热加工图,并结合真应力-真应变曲线确定了该合金在实验条件下的热变形机制及最佳工艺参数。结果表明:ZK31-1.5Y合金的真应力-真应变曲线主要以动态再结晶和动态回复软化机制为特征,峰值应力和稳态应力随变形温度的降低或应变速率的升高显著增加。合金功率耗散图和失稳图中分别包含了3个效率峰值区和1个马鞍形流变失稳区,峰区效率范围为38%~65%,叠加后形成的加工图给出了实验参数范围内热变形时的最优工艺参数,其热变形温度为350~450℃、应变速率为0.1~1 s-1。当应变量由0.1~0.6逐渐增大时对加工图分布规律影响不大。     

锌合金高温变形行为及加工图

在Gleeble-1500D热模拟机上采用等温压缩实验研究Zn-8Cu-0.3Ti锌合金的高温流变行为,获得锌合金在变形温度为230～380℃、应变速率为0.01～10 s-1和变形程度为50%条件下的真应力—应变曲线,根据动态材料模型(DMM)建立锌合金的热加工图。结果表明:Zn-8Cu-0.3Ti锌合金在实验条件下具有正的应变速率敏感性,流变应力随着应变速率的增大而增大,随着变形温度的升高而减小,该合金的流变应力行为可用Arrhenius方程来描述。在本研究条件下,Zn-8Cu-0.3Ti锌合金在热变形时存在一个失稳区,即应变速率0.2 s-1以上的区域;在应变速率小于0.001 s-1和340～370℃温度范围内,最大功率耗散系数为0.53,该安全区域内合金的变形机制为动态再结晶。     

β21s钛合金动态再结晶行为

利用Gleeblel500热模拟试验机研究了β21s钛合金在高温变形条件下的动态再结品行为及晶粒尺寸变化规律.实验结果表明.β2ls钛合金在温度较高、应变速率较低的情况下变形时,表现出典型的动态再结晶行为,动态冉结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和变形速率的降低而增大.确定了该合金的激活能为227.07 kJ/mol.应力指数为3.42.Z因子决定着动态再结晶的晶粒尺寸,二者之间为幂指数关系,进一步得出再结晶晶粒尺寸的预测模型,为该合金热变形过程的组织控制提供理论依据.     

高中压转子钢TR1200高温变形行为的研究

TR1200钢具有良好的高温强度和高温蠕变性能,可以用于制造超超临界汽轮机高中压转子。文章研究了高中压转子钢TR1200在温度1000℃～1200℃,变形速度0.005s-1～0.5s-1变形条件下的高温变形行为,以及该钢在变形速率为0.05s-1条件下变温两步变形行为。获得了TR1200钢的热变形方程和发生动态再结晶的临界条件,从而初步确定了TR1200钢锻造生产中应当采用的变形温度和变形速率等参数范围。     

CuNiSiP合金的时效和热变形行为

研究了时效温度、时效时间以及冷变形对CuNiSiP合金时效性能的影响,并利用Gleeble-1500D热模拟试验机,采用高温等温压缩试验,研究了变形温度和变形速率对CuNiSiP合金高温压缩变形行为的影响.结果表明:CuNiSiP合金经冷变形后时效能得到较高的综合性能,其经60%变形450 ℃时效2 h,显微硬度达到242 HV0.05,导电率达到35.61%IACS;应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,应变速率越小,合金越容易发生动态再结晶,其所对应的峰值应力相对越低.     

双道次热压缩条件下403Nb钢再结晶与组织演变

为给403Nb马氏体热强钢热连轧组织性能预报积累数据,用Gleeble-3500热模拟试验机对403Nb进行了双道次热压缩试验.热压缩试验进行的温度为950～1150℃,应变速率为0.01～10 s-1,道次间隔时间(ISDT)为1～300 s.研究了变形参数,如温度,应变速率和道次间隔时间对静态再结晶和组织的影响,结果表明:第一道次的峰值应力随应变速率的增加而增加,但第二道次的峰值应力随着变形温度的降低和道次间隔时间的缩短而增加;当变形温度一定时,应变速率的增加可以提高静态再结晶率;静态再结晶率随着道次间隔时间的增加先增后降.403Nb在道次间隔时间为100 s时,静态再结晶率最高.     

热变形参数对新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金微观组织的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机进行新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的热压缩实验,变形程度为10%～80%,变形温度为300℃～450℃,应变速率为0.001s-1～10s-1。利用光学显微镜(OM)和透射显微镜(TEM)观察合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,分析了热变形参数对微观组织的影响。研究结果表明,试验温度范围内,变形程度达到50%以上时,试样呈锻态变形组织,且变形程度的增大,有利于动态再结晶的进行;随着变形温度的升高和应变速率的减小,位错密度减小,亚晶粒尺寸增大。新型Al-Zn-Mg-Cu合金热压缩变形过程中主要的软化机制为动态回复和动态再结晶,当应变速率为0.01s-1、变形温度为300℃～400℃时,主要发生动态回复;当变形温度为450℃、应变速率在0.001s-1～10s-1范围内时,其变形以动态再结晶为主。