C-Mn钢热连轧再结晶模型的适用性研究

归纳了现有典型的多个C-Mn钢奥氏体再结晶过程的物理冶金模型,并采用2组模拟热连轧变形参数,对各模型进行了评价.对于再结晶模型,针对所设定的变形条件,得出可用于计算再结晶的模型有J.J.Jonas ＆ Hodgson模型、Sellars模型、Yada模型和Saito模型.对可用于计算再结晶的模型在变形过程中每道次的再结晶情况及晶粒尺寸的变化情况进行了详细分析,得出J.J.Jonas＆Hodgson的模型适用性较好.对于流变应力的模型,在相同变形条件下,Misaka模型和J.J.Jonas ＆ Hodgson模型的结果较接近,而志田茂模型的结果与以上两个模型相差较大.因为缺少工业现场的数据作比较,对模型的工业适用性尚不能确定.     

氮含量对022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢热加工行为的影响

通过热拉伸、热压缩试验研究了不同氮含量的022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢的热加工行为和软化机制。结果表明,试验钢高温抗拉强度随N含量增加而提高,该影响关系在较低变形温度区间尤为明显;在1100℃平面压缩达到稳态流变之后,试验钢的流变应力很快再次上升,出现二次硬化现象,N含量提高致使试验钢在更低的应变条件下更快地进入二次硬化阶段;试验钢高温变形过程中的应变主要传导到高温更软的铁素体相中,该相积蓄的较大应变能促进了铁素体的动态再结晶启动;022Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢的软化机制主要是铁素体的动态回复和动态连续再结晶。     

热加工工艺对35MnVNRe钢奥氏体组织的影响

为了提高非调质35MnVNRe钢的韧性,有效的方法是细化奥氏体晶粒,因而研究了热加工工艺对该钢种奥氏体形变再结晶和晶粒尺寸的影响。为热加工工艺参数的选择提供了依据。     

40Cr钢热变形行为及热加工图

为研究40Cr钢的热变形行为和热加工性能，在Gleeble1500型热模拟试验机上对40Cr钢进行了不同参数下的等温热压缩试验，建立了包含再结晶特征的40Cr钢高温流变应力模型，并绘制了其热加工图。结果表明，所建立的流动应力模型能够很好地预测40Cr钢不同热变形条件下的应力-应变曲线。观察了不同变形条件下热压缩试样的微观组织，发现失稳区域为不完全动态再结晶的“项链”组织，非失稳区域中耗散值较小区域和较大区域分别为平均晶粒尺寸为128.2和20.4μm的动态再结晶组织，验证了热加工图的可靠性。结合微观组织观察和热加工图分析，可以确定40Cr钢的最佳热加工区域为温度1050～1150℃、应变速率1～10 s^-1。     

回火对铌微合金化C-Mn钢的组织及性能影响

研究了低碳低合金铌微合金化钢经轧制快速冷却后回火过程中组织与力学性能的变化.结果表明,低碳低合金铌微合金化钢回火时弥散强化随钢中Nb含量的升高而增强.当钢中Nb含量高于0.042%时,抗拉强度及屈服强度在600℃回火2 h达到峰值.含0.023%Nb的钢在550℃回火时的抗拉强度达到最高值,而屈服强度在550℃和650℃回火时出现双峰值.低于600℃回火,全部试验钢中观察到回火贝氏体,700℃回火时,回火贝氏体消失,形成平衡组织.     

超低碳贝氏体钢的热加工特性分析

为研究超低碳贝氏体钢的热加工特性,在实验室热模拟试验机上分别进行了单道次压缩实验和双道次压缩实验。研究表明,该钢进行两阶段轧制时,在奥氏体再结晶区时应进行大压下低速轧制,在奥氏体未再结晶区时应进行快速轧制以缩短轧制周期;其奥氏体动态再结晶临界应变为εc=0.003712ε0.126118exp(48378.8667/T),且变形激活能为402.222kJ/mol;利用经过调整后的周纪华式流变应力模型进行非线性拟合,模型具有较高的可靠性;其奥氏体静态再结晶动力学方程为:FS=1-exp[-0.693(t/t0.5)0.232293],且静态再结晶激活能为394.852kJ/mol。     

Fe-Mn-Al-Ni-C低密度钢铸锭的再结晶特征与热加工图

在变形温度为925～1150℃和应变速率为0.01～10 s^-1的条件下，采用THERMECMASTOR 100 kN热模拟试验机研究了Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢铸锭的热变形行为，分析了其动态再结晶(DRX)特征，并绘制了其在不同应变量下的热加工图。结果表明：该铸锭变形后的组织主要由高温铁素体(δ-F)、奥氏体(A)、α-铁素体(α-F)和κ-碳化物组成。δ-F和κ-碳化物的存在使得铸锭的热加工性能变差，只有在变形温度升高到1125℃或者应变速率下降到0.02 s^-1时，铸锭才能获得再结晶组织，实现软化。Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢存在两个适宜的热加工区域，区域1:变形温度为1125～1150℃,应变速率为0.01～0.5 s^-1;区域2:变形温度为925～1080℃,应变速率为0.01～0.02 s^-1。     

改型403钢热加工工艺的优化

利用Gleeble-3180热模拟机对403(改型)钢进行了热压缩实验,绘出了其真应力—真应变曲线,并研究了在不同变形温度和应变速率条件下材料的动态再结晶规律.推荐一种热加工优化工艺:1050～1190℃区间内变形,同时应变速率应控制在0.1s-1以下,以确保高的能量耗散效率,金属稳态流动,尺寸均匀的再结晶晶粒以及高温压缩时少量的δ铁素体.     

基于动态材料模型的Cr8钢的热加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr8钢进行了高温压缩试验,研究了Cr8钢在变形温度为900～1200℃、应变速率为0. 005～5 s~(-1)条件下的热变形行为。基于试验得到Cr8钢的真应力-真应变曲线,采用动态材料模型和Ziegler失稳判据建立了Cr8钢的热加工图。结果表明:当应变速率小于1 s~(-1)时,该合金的热变形流变曲线呈现出典型的动态回复型特征;材料的失稳区主要发生在高应变速率的区域,并且随着应变的增加,功率耗散因子增加。根据已建立的热加工图,得到了Cr8钢的最佳加工工艺参数为变形温度1125～1190℃、应变速率0. 005～0. 01 s~(-1)。分析加工图中非失稳区的金相照片,该材料的显微组织发生了动态再结晶,获得的组织晶粒细小且分布均匀;分析加工图中失稳区的金相照片,该材料的显微组织中出现了很多剪切带,验证了该热加工图的正确性。     

热加工工艺对C-Mn钢组织结构的影响

研究了热加工工艺制度对0.23％C-0.60％Si-1.50％Mn-0.44Ceq中低碳钢亚晶组织结构的影响规律.验证了晶内先共析铁素体的析出条件,测定了不同变形温度下试样的应力-应变曲线及动态CCT曲线.分析了变形温度对试样软化率、动态再结晶率、相变温度点、珠光体片间距、铁素体晶粒度,位错密度的影响.     

宝钢2050热轧带钢组织性能的预测

建立了热轧C-Mn钢奥氏体再结晶、流变应力、晶粒尺寸和相变的预测模型,并利用对宝钢2050热连轧及层冷卷取过程温度场的模拟结果定量分析了不同C、Mn含量对组织演变的影响。结果表明,预测值与实测值符合得较好,该模型可用于热轧带钢生产线的预测和控制。     

34CrNiMo6钢的热变形行为及热加工图研究

基于Gleeble-3500热模拟压缩实验,对热变形行为及热加工图进行分析.结果 表明:34CrNiMo6钢的热变形激活能为365.653kJ/mol;在变形温度1030～1120℃、应变速率0.005～0.03s-1及变形温度1050～1090℃、应变速率0.1～0.5s-1区域内发生的动态再结晶较为充分,是最佳的加...     

宝钢2050热轧带钢组织性能的预测

建立了热轧C-Mn钢奥氏体再结晶、流变应力、晶粒尺寸和相变的预测模型．并利用对宝钢2050热连轧及层冷卷取过程温度场的模拟结果定量分析了不同C、Mn含量对组织演变的影响。结果表明，预测值与实测值符合得较好，该模型可用于热轧带钢生产线的预测和控制。     

两段式冷热改变对C-Mn钢奥氏体化温度的影响

利用全自动相变测定装置、扫描电镜及硬度测试仪,分析两段式冷却热膨胀试验中体育用C-Mn钢的组织和硬度变化。结果表明,试验钢中奥氏体的相变温度受到其冷却速度的影响,冷却速度较快时,试验钢中贝氏体的初始与最终相变温度降低,马氏体相变的初始温度升高,相变产物从珠光体和铁素体转化为网状铁素体、魏氏体、贝氏体以及马氏体。     

稀土Ce对C-Mn低温钢强韧性的影响机制

针对工业生产的C-Mn低温钢,研究稀土Ce加入量0、6、9和13μg/g对钢材强度和低温韧性的影响。通过拉伸试验和冲击试验,并结合扫描电镜对不同稀土Ce含量下试样断口形貌-夹杂物进行分析观察。结果表明:随着稀土Ce含量的增加,C-Mn低温钢的屈服强度和抗拉强度呈缓慢增加的趋势,而延伸率呈先增大后减小的趋势,并且发现当稀土Ce为9μg/g时,产品的强-塑性最佳。当稀土Ce加入量为9μg/g时,获得了最优的低温韧性,主要原因为适量稀土Ce的加入,有效改质夹杂物,形成细小含Ce稀土夹杂物,增强低温环境下钢的抗断裂能力。此外,还对比了添加9μg/g(±1μg/g)Ce与0μg/g Ce工业规模化生产同规格钢带–40℃的低温韧性,发现含9μg/g Ce钢带的冲击功比0μg/g Ce的能提高10 J左右。     

基于热加工图的20CrMnTiH钢热成形性能及斜齿轮热成形模拟

针对齿轮材料20Cr Mn Ti H钢的热加工工艺优化的需求,建立了其基于动态材料模型(DMM)的不同应变下的热加工图,揭示了应变对其加工性能的影响规律,得到了成形过程中的安全区和失稳区,并获得了该材料最佳热加工工艺窗口。结合有限元组织模拟和微观组织观察分析,验证了热加工图的可靠性和其热变形组织模拟的准确性。基于DEFORM-3D建立了斜齿轮变形-传热-微观组织演化耦合的有限元模型,结合热加工图所获得的优化变形温度和变形速率区间,模拟分析了斜齿轮热精密成形微观变形规律。     

34CrNiMo6钢的高温流变行为及热加工图

研究了34CrNiMo6钢的高温流变特性，并获得了其最佳热加工工艺窗口。首先，使用Gleeble-3500热模拟实验机对34CrNiMo6钢在变形温度为1173～1473 K、应变速率为0.001～1 s^-1条件下进行等温热压缩实验，得到了不同应变速率和变形温度下的真实应力-真实应变曲线，并用Arrhenius模型对材料本构关系进行多元非线性回归，结果表明其回归精度较高。其次，使用流变数据构建了34CrNiMo6钢的热加工图并进行分析，考虑到所有应变情况，34CrNiMo6钢热加工工艺窗口应避开变形温度低于1300 K、应变速率高于0.05 s^-1和变形温度高于1400 K、应变速率高于0.14 s^-1的区域。最后，金相分析表明：34CrNiMo6钢在应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据较小的区域具有晶粒不均匀、晶界不规则的特点，这是由于此时动态再结晶不完全；而在应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据较大的区域发生完全动态回复和动态再结晶，组织比较均匀。     

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。     

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)。     

ZrC粒子对C-Mn钢形变诱导相变晶粒细化的影响

采用外部压入法制备含ZrC粒子的低碳钢,分析了ZrC粒子在试验钢中的固溶析出特点,研究了ZrC粒子对奥氏体晶粒长大及形变诱导相变铁素体晶粒细化的影响.结果表明:试验钢中存在一定数量尺寸较大弥散分布的ZrC粒子,这些粒子具有很高的稳定性,在热加工过程中,这些粒子能明显改变奥氏体晶界的状态,细化初始奥氏体晶粒,显著地阻止奥氏体晶粒的长大;在应变条件下,外加ZrC粒子能够提高形变诱导相变开始温度约40℃,ZrC/奥氏体相界面由于成为了聚集形变能的缺陷,因而加速形变诱导相变的进程,提高铁素体形核率,导致铁素体晶粒细化;在相同的变形条件下,添加了ZrC粒子的试验钢较未加ZrC粒子的钢有更好的晶粒细化效果.