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。     

0Cr11Ni2MoVNb钢连续冷却热压缩特性研究

采用Gleeble 3500研究了0Cr11Ni2MoVNb钢在变形速率0.01s-1,温度为1100℃～850℃时的连续冷却热压缩特性,结果表明,加热一次压缩0Cr11Ni2MoVNb钢在950℃变形抗力增加幅度加大,即终锻温度或终轧温度不应低于950℃;加热一次热变形压缩没有发现动态再结晶,加热两次及三次后变形有动态再结晶出现,出现再结晶的温度区间为1000℃～1050℃.     

Cr8钢动态再结晶行为及元胞自动机模拟

为了实现对Cr8钢热变形过程中微观组织的预测及控制,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr8钢进行了热压缩试验,研究了Cr8钢在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.005～5 s~(-1)条件下的动态再结晶行为。基于试验数据,通过计算得到了Cr8钢的再结晶热激活能,建立了Cr8钢的动态再结晶元胞自动机模型并采用该模型模拟了Cr8钢动态再结晶过程。结果表明:Cr8钢峰值应力随着变形温度降低、应变速率增大而增加;经过试验验证,所建立的元胞自动机模型模拟的流变应力曲线、微观组织形貌及平均晶粒尺寸均具有较高的精度;Cr8钢动态再结晶百分数随着应变的增加而增加,且变形温度越高,发生动态再结晶的孕育期越短。     

Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温塑性变形行为

为了研究Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温力学性能,利用Gleeble-3500热模拟机对Y12Cr18Ni9Cu钢进行了不同温度的高温拉伸试验,并对断口形貌、抗拉强度以及断面收缩率进行了分析。结果表明,随着温度升高试验钢的高温抗拉强度逐渐降低,断面收缩率逐渐增加。试验钢的低温脆性区为800～900℃,未出现高温脆性区。低温脆性区的出现是由于材料在热变形过程中没有发生动态再结晶,并且由于硫化物与基体所能承受的变形能力不同,裂纹在硫化物与基体界面产生,最终导致脆性断裂。在1150～1250℃温度范围内,试验钢发生了动态再结晶并表现出良好的高温热塑性,Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的热加工温度应选择在1150～1250℃之间。     

14Cr17Ni2钢高温变形行为及本构方程的研究

使用Gleeble-3180热模拟力学实验机采用单道次压缩方法研究了14Cr17Ni2马氏体不锈钢的高温形变行为。结果表明:随着变形温度的升高,应变速率降低,流变应力降低。14Cr17Ni2马氏体不锈钢的在高变形温度、低应变速率条件下,实验钢容易发生动再结晶,晶粒更细小均匀。根据加工硬化和动态软化的发生情况,获得了流变应力、应变速率、变形温度三者之间的关系,构建了14Cr17Ni2钢的高温本构方程。     

不同变形量和变形温度对06Cr19Ni9NbN不锈钢微观组织演变的影响

通过热模拟压缩实验,得到06Cr19Ni9NbN不锈钢的动态再结晶数学模型。采用平面应变压缩实验,结合光学显微镜(OM)观察,及DEFORM有限元模拟,研究了不同变形量和变形温度对该材料微观组织演变的影响。结果表明,实验结果和模拟结果基本一致,验证了所建立动态再结晶模型的准确性;热变形过程中,随着变形量增大,动态再结晶体积百分数增大,晶粒尺寸减小;随着变形温度的增加,动态再结晶体积百分数和晶粒尺寸均增大;热变形过程中可通过控制变形量和变形温度优化材料组织,为实际生产工艺提供依据。     

M54超高强度钢热塑性行为研究

利用Gleeble-1500热模拟机进行热拉伸试验,研究了应变速率为0.1s-1及变形温度900℃~1200℃范围内高合金超高强度钢热塑性行为,利用扫描电镜,金相显微镜观察分析变形后的显微组织。结果表明,试验钢具有优异的热塑性,在变形温度900℃~1200℃范围内断面收缩率均70%,不同的变形温度下,峰值应力随着温度的升高而降低,热拉伸过程中,M6C碳化物对动态再结晶有促进作用。     

30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶及微观组织演变研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机在温度为900～ 1250℃、应变速率为0.01～1 s-1、最大应变量为0.69的实验条件下对大型低压转子用钢30Cr2Ni4MoV进行热压缩变形实验,研究了发生动态再结晶的临界条件和在此过程中的显微组织变化.同时,通过对实验数据进行拟合,得到30Cr2Ni4MoV钢的热激活能、热变形方程以及动态再晶晶粒尺寸模型,并计算出Zener-Hollomon参数,然后对试样的混晶度进行统计分析.结果表明,当变形温度越高、变形速率越小时,越易发生动态再结晶,同时在能够发生动态再结晶的条件下,变形量越大,动态再结晶发生越充分.当动态再结晶进行到10％左右时,混晶程度达到最大,随后开始下降到43％时达到最小,之后随着再结晶的进行变化不大.     

ML40Cr钢动态再结晶行为的研究

使用Gleeble-1500热模拟试验机,在不同变形条件下进行单道次压缩试验,并通过计算机和绘图仪输出压缩过程的应力-应变曲线。根据该曲线分析了变形温度、变形速度和变形程度对ML40Cr钢动态再结晶行为的影响;并且根据试验得到的应力-应变曲线做出了再结晶图,为研究ML40Cr钢的动态再结晶提供了依据。     

1Cr20Co6Ni2WMoV钢热变形行为研究

文章采用Gleeble-2000热模拟试验机对1Cr20Co6Ni2WMoV热强钢的热变形行为进行研究。变形温度为950℃,1000℃,1050℃,1100℃,1160℃,变形速率为0．01s~(-1),0．1s~(-1),1s~(-1),10s~(-1)。结果表明．1Cr20Co6Ni2WMoV钢在低应变速率热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;当应变速率大于10s~(-1)时,只发生动态回复。动态再结晶晶粒随变形温度降低,应变速率升高而减小。随应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均升高。     

复合析出强化超高强度钢20Co14Ni12Cr2MoAl的动态再结晶行为

通过Gleeble-3800热力模拟试验机采用高温轴向压缩试验,在温度为850~1150℃,应变速率为0.01~10 s~(-1)的条件下,对一种碳化物和金属间化合物复合析出硬化超高强度20Co14Ni12Cr2Mo Al钢的高温变形及动态再结晶行为进行了研究。结果表明,试验钢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;随着变形速率的提高,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1050℃,才能发生完全动态再结晶;完全动态再结晶晶粒的平均尺寸随着Zener-Hollomon参数的增加而减小,试验钢完全动态再结晶晶粒尺寸与Z参数之间的关系模型为:D_(DRX)=2.644×10~4·Z~(-0.119),并建立了该钢的动态再结晶状态图;试验钢的热变形激活能Q值为449.20 k J/mol。     

中压转子用钢Cr12高温变形动态软化研究

通过TMTS热模拟试验机对中压转子材料Cr12合金钢进行了实验,研究了Cr12合金钢在温度900～1150℃、变形速度0.001～10 s-1变形条件下的高温变形行为.建立了该钢的热变形方程和发生动态再结晶的临界条件,为有限元数值模拟该钢的热成形过程提供了基本数据,也为热成形力学参数和加热温度的合理确定提供了科学依据.     

奥氏体不锈钢06Cr19Ni9NbN的动态再结晶行为

采用Gleeble-1500D热模拟机模拟高温压缩实验,研究奥氏体不锈钢06Cr19Ni9NbN在900~1200℃、应变速率0.005~0.5s-1变形条件下的热变形行为,通过对实验数据的分析,得到了该钢的流动应力曲线,高温塑性本构方程,热变形激活能,建立了06Cr19Ni9NbN钢动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,为优化高温条件下的锻造加工工艺提供理论依据。结果表明,当变形温度越高、变形速率越小时,越易发生动态再结晶,同时在能够发生动态再结晶的条件下,变形量越大,动态再结晶越充分。     

铸态30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶行为研究

利用Gleeble-1500D热模拟机模拟高温镦粗,研究铸态30Cr2Ni4Mo V钢在1 000~1 250℃、应变速率为0.001 s-1~0.1 s-1变形条件下的热变形行为。通过对实验数据分析,得到了该钢的流动应力曲线,高温塑性本构方程,热变形激活能,建立了铸态30Cr2Ni4Mo V钢动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,为优化低压转子钢大锻件在高温条件下锻造加工工艺提供理论依据。     

热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响

采用热模拟压缩及中试热轧的试验方法,研究了热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响。结果表明:热压缩变形时,试验钢再结晶程度随变形温度、变形量的升高以及变形后保温时间的延长逐渐增大;变形温度越高、变形量越大,发生再结晶所需的保温时间越短;保温时间越长,再结晶晶粒长大越明显;轧制变形时,热轧板1/4厚度处更容易发生再结晶,随着轧制温度和变形量的升高,1050 ℃轧制变形25%时可在全厚度获得完全再结晶组织。     

Cr5钢的热加工性能分析

使用Gleeble-1500D热模拟试验机进行了Cr5钢在变形温度为800～1250℃,应变速率为0.001～1 s^-1条件下的热拉伸试验和单道次热压缩试验,并用S-4800扫描电镜和电子显微镜分别对热拉伸断口的形貌和组织进行了观测。基于热拉伸试验研究了Cr5钢的断裂规律和热塑性。结果表明,在900～1250℃、0.001～1 s^-1的变形条件下Cr5钢均具有良好的热塑性,在研究的参数范围内,热塑性随变形温度和应变速率的升高而增强。基于热压缩试验分析研究了不同参数下的微观组织和热加工图。结果表明,温度越高,应变速率越低,材料的动态再结晶程度越高,且材料在低温、高应变速率下变形会出现失稳。Cr5钢的最佳热加工参数为1050～1200℃、0.1～0.01 s^-1。     

Q550级桥梁钢动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了屈服强度550 MPa级桥梁钢轧板单道次热压缩变形过程,得到了试验钢的真应力-真应变曲线,分析了变形温度和应变速率对动态再结晶行为的影响,并建立了试验钢的再结晶图。结果表明,在较高的变形温度和较低的应变速率下,动态再结晶易进行。实验在动态再结晶激活能为460.14 kJ/mol时,建立了试验钢动态再结晶动力学模型。     

25Cr2Ni4MoV钢高温变形流变应力模型

超大型低压整体转子材料为25Cr2Ni4MoV钢,采用Gleeble-1500实验机对25Cr2Ni4MoV钢进行热模拟压缩实验,获得变形温度为900,1000,1100,1150,1200和1250℃,应变速率为0. 001,0. 005,0. 01,0. 05,0. 1和0. 5 s~(-1),压缩变形量为60%条件下的25Cr2Ni4MoV钢的真应力-真应变曲线。实验结果表明,温度相同时,随着应变速率增加,峰值应力增加;应变速率相同时,随着温度增加,峰值应力降低。在一定的变形条件下,高温流动应力-应变曲线呈现单峰型动态再结晶应力-应变曲线特征。采用Arrhenius双曲正弦模型拟合25Cr2Ni4MoV钢真应力-应变曲线,确定热变形激活能,建立25Cr2Ni4MoV钢高温本构模型。本文研究成果为超大型整体低压转子锻件数值模拟和工艺设计提供依据。     

00Cr12Ni11Mo1Ti2高强度不锈钢的热加工图与显微组织分析

为了获得00Cr12Ni11Mo1Ti2高强度不锈钢热加工图，优化其热加工工艺参数，采用Gleeble-3800型热模拟试验机，在变形温度为850～1150℃,应变速率为0.01～10 s^-1的条件下对试验钢进行了热压缩试验，研究了其热变形行为。构建了试验钢在峰值流变应力下的本构方程，并且基于动态材料模型构建了能量耗散图，并分别采用Prasad和Murthy两种失稳判据构建了试验钢的塑性失稳图。结果表明：00Cr12Ni11Mo1Ti2钢在能量耗散率低于0.3的变形区间内同样可以发生动态再结晶，在应变速率为1.0～10 s^-1,变形温度为850～1000℃的区间内，试验钢仅发生了部分动态再结晶且伴有大量的局部变形带产生，与Murthy准则预测的塑性失稳区更加吻合；在变形温度为1050～1150℃,应变速率为0.01～10.0 s^-1的区间内试验钢具有最佳的热加工性能，可获得细小均匀的原奥氏体晶粒组织。     

SA508-3钢动态再结晶过程的相场模拟

采用多相场(Multi-phase-field,MPF)模型模拟动态再结晶晶粒的生长过程,并用Kocks-Mecking(KM)方程模拟其力学行为。用热力模拟机对SA508-3钢进行了不同温度和应变速率下的热压缩试验,从热压缩流动应力-应变曲线中提取SA508-3钢动态再结晶特征参数并用于计算动态再结晶模型参数。利用所得参数对SA508-3钢的动态再结晶过程进行了多相场模拟,预测了热塑性变形过程中的组织演变和真应力-真应变曲线,与试验结果吻合较好。试验和数值结果均表明,流动应力随应变速率的增大及变形温度的降低而增大。本文的方法可用于研究其它材料的动态再结晶行为,为优化热锻工艺提供指导。