45Cr4NiMoV钢的热变形行为及流变应力的ANN模型

在变形温度为1 173¹ 323 K,应变速率0.011 323 K,应变速率0.01⁵.00 s-1的条件下,采用Gleeble-1500热模拟实验机对45Cr4NiMoV钢进行等温压缩试验,获得了其高温流变行为曲线。以所得热压缩实验数据为基础,建立了BP人工神经网络模型,结果表明模型预测值与实验值吻合良好,预测值和实验值的相关系数为0.999 7,平均误差为0.04%,即该模型具有较高的预测精度,且模型预测值可以追踪热压缩在宽泛变形条件下的高温变形行为,包括加工硬化阶段和应变软化阶段,故ANN模型可以描述45Cr4NiMoV钢在热变形过程中的高度非线性的流变行为。     

09MnNiDR钢的热变形行为

用Gleeble-3800热模拟试验机在高温下对09MnNiDR钢进行单道次热压缩试验,研究了变形温度和应变速率对该钢动态再结晶的影响,计算出峰值应力与临界应力、峰值应变与临界应变的关系,并建立了试验钢动态再结晶热变形模型、流变应力模型.     

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。     

45钢锻造再结晶规律

研究了４５钢锻造及随后停留过程中奥氏体晶粒形态的变化规律。实验结果表明，在较高锻造温度下（＞９００℃），锻造变形结束时动态再结晶已基本完成，随后的停留只是晶长大的过程；在较低锻造温度下（＞８５０℃），尽管变形结束时奥氏体处于加工硬化状态，但沿晶界已出现先共析铁素体。     

含Nb低碳钢的热变形行为和金属塑性形变中流变应力的预测

利用Gleeble 1500模拟试验机对含Nb低碳钢的热变形行为进行了实验研究,对热变形稳态流变应力和发生动态再结晶时的峰值流变应力与变形条件的关系进行了回归分析,阐述了由于形变诱发Nb(C,N)化合物沉淀对形变激活能的影响,在对金属塑性变形过程中位错增值,螺型位错交滑移回复和刃型位错攀移回复过程分析的基础上,建立了可预测动态回复和动态再结晶同时发生情况下的流变应力理论模型,并对不同变形条件下的流变应力进行了预测,预测结果与实验结果相当吻合。     

热变形条件对P92钢动态再结晶组织及机制的影响

采用Gleeble-1500D热力模拟压缩试验机,研究P92锻态料在温度900℃～1300℃、应变速率0.5s-1～25s-1、变形程度50%条件下的热变形行为,分析热变形参数对应力-应变曲线、动态再结晶组织演变规律和机制的影响,获得了动态再结晶分数和动态再结晶晶粒尺寸。结果表明,P92钢动态软化机制有动态回复、不连续动态再结晶和几何动态再结晶3种方式。动态再结晶分数随温度的升高而增大,且随着应变速率的增大,发生不连续动态再结晶的温度范围扩大。采用提高热变形温度和高应变速率的改进工艺,可获得P92钢优良的组织和性能。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基于变形热效应条件下30CrMo钢的流变行为研究

在应变速率分别为0.1、1.0和10.0 s-1,应变温度分别为373、573和773 K条件下,对30Cr Mo钢进行压缩试验。通过获得的流变应力数据发现,随着应变速率的增加,应力存在着一定程度的软化现象,说明材料内部存在着变形热效应。在考虑变形热效应的情况下,对流变应力数据进行了修正。通过微观组织观察发现,试样内部存在着因变形热效应引起的动态再结晶,验证了数据修正的必要性。     

船用高强度钢AH32热变形行为的研究

采用Gleeble-1500热/力模拟机研究了AH32钢在应变速率0.01～10 s-1,变形温度800～1000℃下的高温塑性变形行为.结果表明,实验用钢的应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增加,其热变形流变应力行为可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述.以应力-应变曲线为基础,采用线性回归法确定了实验用钢的应力指数n和热变形激活能Q,分别建立了峰值应力σp和流变应力σ0.2及峰值应变εp和临界应变εc与Z参数的关系.     

T23钢的热变形行为

利用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩实验,对T23钢在变形速率为0.01 ～5 s-1,变形温度为1000～1250 ℃的热变形行为和组织进行研究.根据实验获得的真应力-真应变曲线,基于动态材料模型建立了热加工图,并推导出流变应力方程.结果表明:T23钢在热压缩过程中存在动态回复和动态再结晶两种软化机制,变形温度越高或变形速率越小,越容易发生动态再结晶.真应变量为0.5和0.6的加工图具有4个类似的失稳区,功率耗散效率因子的分布规律大致相同,峰值区在1175 ～1240℃和0.03～0.25 s-1范围,对应的峰值效率分别为47.3％(0.5)和46.3％(0.6).流变应力方程中,结构因子A、应力水平参数α、应力指数n分别为5.23×1012 s-1、0.01155 MPa-1和4.46869,热变形激活能为368.65 kJ/mol.     

40Mn钢热变形行为及加工图研究

为研究40Mn钢的热变形行为和动态再结晶特征,在Gleeble-1500D热模拟机上对40Mn钢进行了等温压缩实验,建立了高温流变应力模型和加工图,并采用光学显微镜观察压缩后试样的显微组织。结果表明:40Mn钢高温流变应力可采用包含动态再结晶特征的双曲正弦模型来描述。实验条件下获得的热变形平均变形激活能为300. 48 k J·mol~(-1)。40Mn钢具有动态再结晶软化特征,不同应变下加工图有明显区别。将其加工图分为加工硬化-动态回复阶段和动态再结晶阶段。在加工硬化-动态回复阶段,存在两个加工失稳区,分别位于900℃-1 s~(-1)和1200℃-1 s~(-1)附近,机理分别为绝热剪切带和晶界开裂;在动态再结晶阶段,存在一个加工失稳区,位于低温高应变速率区域,机理为绝热剪切带,存在一个最佳加工区域为温度1050～1150℃,应变速率0. 003～0. 01 s~(-1),其为动态再结晶区域。在850℃-1 s~(-1)条件下,金相图中观察到项链组织,验证了加工图的可靠性,可为热加工性能评估和锻造工艺研究提供指导。     

镍钛形状记忆合金在热压缩变形下的动态回复和动态再结晶

通过获得镍钛形状记忆合金在应变速率(0.001～1 s-1)和变形温度(600～1000℃)下的压缩真实应力—应变曲线,研究镍钛形状记忆合金在热变形下的力学行为.通过显微组织演变研究镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶,获得应变速率、变形温度和变形程度对镍钛形状记忆合金的动态回复和动态再结晶的影响规律.镍钛形状记忆合金在600℃和700℃下,动态回复和动态再结晶共存,但在其他温度下表现出完全动态再结晶.增加变形温度或降低应变速率,导致较大的等轴晶粒.变形程度对镍钛形状记忆合金的动态再结晶具有重要的影响.在镍钛形状记忆合金的动态再结晶中存在临界变形程度,当大于临界变形程度时,较大的变形程度有助于获得细小的等轴再结晶晶粒.     

XC45钢热变形行为及微观组织演化模型

法兰轴是变速器上的核心传动部件,对汽车的效率以及安全起着至关重要的作用。通过热压缩实验和金相实验,分析了法兰轴材料XC45钢在温度为1 053K~1 253K、应变速率为0.01s~(-1)~10s~(-1)条件下的高温变形行为。获得了材料的真实应力-应变曲线,分析了变形工艺参数对其微观组织的影响规律,构建了微观组织演化模型,并进行了验证。结果表明,所建立的微观组织演化模型计算结果与实验结果的平均误差在20%以内,能够较好的描述材料微观组织演化过程。     

钛合金热变形时的动态回复和再结晶

对于α＋β及亚稳β钛合金，传统的轧制或镏造等热变形加工通常在α＋β两相区和β单相区送行，在热变形过程中发生动态回复和动态再结晶。对β和α＋β相区热变形组织的研究表明，变形早期动态回复形成的β亚晶界（小角度晶界），在进一步变形后变成大角度晶界。经过连续动态羁结晶，晶界结构发生变化。但钛合金热变形过程中动态回复组织需要根据动态再结晶机制进行检验。     

磁场条件下不同组织45钢摩擦磨损性能研究

研究了磁场条件下不同组织45钢的摩擦磨损性能。结果表明,无论是退火45钢还是淬火45钢,在一定磁场范围内都能使摩擦系数减少,磨损率降低。退火45钢受磁场影响较大,而淬火45钢受磁场影响较小。二者磨损机制均为无磁场时主要为磨粒磨损,有磁场时主要为粘着磨损。