37Mn5钢高温变形抗力模型及动态再结晶动力学模型研究

通过Gleeble热模拟试验获得不同变形条件下37Mn5钢的应力应变试验数据,采用不同模型对试验数据进行回归,找到适合37Mn5钢高温变形时的变形抗力模型。同时,通过计算得到了该钢的动态再结晶动力学方程和动态再结晶体积分数表达式。将以上模型的计算值与实测值进行比较,结果表明,计算值与实测值非常接近。     

AISI1215钢动态再结晶临界应力应变的确定方法

基于热模拟压缩实验,研究AISI1215钢动态力学行为,选取700℃,0.1 s-1和750℃,0.1 s-12种形变条件下的实验应力应变数据曲线作为研究对象。采用3种方法,即差分实验应力应变曲线法,Jonas三次多项式拟合法,Cingara-Mc Queen方程拟合本构模型法,获得硬化速率与应力曲线(θ~σ),进一步得到动态再结晶临界应变(分别用εc1,εc2,εc3表示),分析采用这3种算法计算得到的动态再结晶临界应变差异。结果表明εc1≈εc3εc2,εc1敏感于原始实验数据,εc2受参数影响大,εc3算法稳定。金相检测结果显示,实际动态再结晶临界应变值与εc1和εc3接近,表明第一种和第三种方法计算所得的再结晶临界条件更为准确。     

基于平面应变热模拟的3Cr2Mo钢板材动态再结晶动力学分析

采用平面应变法研究3Cr2Mo钢板材动态再结晶过程。在Gleeble-3500模拟试验机上进行平面应变热模拟试验,应变速率为0.1～50 s-1,热变形温度为950～1 100℃。用平滑处理后的流变应力数据分析热变形过程中动态再结晶的演化过程,结合平面应变实验数据回归推导得到动态再结晶的激活能为309.05 kJ/mol。引入Zener-Hollomon参数,基于流变应力曲线,分析峰值应变的模拟方程。根据不同应变速率和温度下的流变应力结果,研究3Cr2Mo钢的动态再结晶转化过程,用Avrami方程建立动态再结晶动力学方程。通过动态再结晶转化体积分数实验数据和模型计算值的对比,验证了构建的动态再结晶动力学方程可较好地预测平面应变过程中的动态再结晶过程。     

基于45钢热变形中动态再结晶行为的本构模型

金属材料塑性变形应变积累量达到某一临界值后诱发的动态再结晶会降低流变应力,金属材料的再结晶临界条件及其动力学与形变条件密切相关。基于45钢形变温度在450~850℃,应变速率在0.1~30 s-1范围内的热模拟压缩试验数据,采用Poliak-Jonas法研究再结晶临界应变(εc)与形变条件参数Z之间的关系,以εc为应力应变曲线上的分界点,分别基于E-M方程和再结晶动力学,构建有、无动态再结晶发生时45钢变形的本构模型。结果表明模型预测值与试验结果吻合良好。     

600MPa级冷轧双相钢的组织再结晶演变规律

为了指导600MPa级冷轧双相钢后期热处理工艺的制定,利用金相显微技术和硬度测试对冷轧双相钢的组织再结品演变规律作研究。分析再结晶过程对实验钢组织的影响,以及此过程中硬度的变化,建立静态再结晶体积分数模型。实验表明：对于冷轧双相钢而言,再结晶温度一定,随退火时间增加,组织中再结晶的体积分数急剧增加,直至保持在一平台,达到完伞再结品;保温时间一定情况下,随着退火温度的逐渐升高,组织发生再结晶的速度更快;再结晶模型计算值与实测值吻合较好。     

Q345B微合金钢的高温变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对V,Ti,Nb微合金化Q345B低合金高强度结构钢(HSLA)进行了高温单道次压缩实验.测量了不同变形温度和变形速率下该钢的变形行为,分析了各变形参数对该钢动态再结晶和变形抗力的影响,得出动态再结晶激活能为451.47 kJ.mol-1,并且得出峰值应力和峰值应变都与lnZ之间的关系近似于直线.     

碳钢高温流变应力模型研究

建立简洁、包含动态再结晶信息、具有普遍性的碳钢高温流变应力模型,分析应力-应变曲线的可能形态,提出了模型必须满足的基本条件.从基本条件入手,结合现有研究成果,通过数学推导,提出了包含动态再结晶信息的碳钢高温流变应力模型,实现了从数学和物理上对应力-应变曲线的描述.利用Gleeble-1500实验机对Q235B进行单道次压缩实验,通过实验数据的非线性拟合构建了Q235B对应的流变应力模型.应用结果表明:模型能很好地描述Q235B的高温力学行为,合理且准确,为高温流变应力模型的建立提供了新的思路.     

Mg-RE复合处理对SS400钢铁动态再结晶行为的影响

利用Gleeble 1500型热模拟试验机进行单道次热压缩实验,测定不同温度下的真应力真应变曲线,分析了不同Mg-RE含量对SS400钢动态再结晶行为的影响.结果表明,稀土对动态再结晶有强的固溶拖曳作用,经Mg-RE复合处理的SS400钢形变抗力大;加入Mg-RE后,SS400钢的动态再结晶开始时间增大,从而提高了再结晶温度.     

挤压态ZK60镁合金棒材的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机对挤压态ZK60镁合金棒材进行热压缩实验,为ZK60镁合金热压缩变形时合理选择参数范围提供理论指导。分析应变速率、变形温度和流变应力之间的关系;构建ZK60镁合金流变应力本构方程;采用金相显微镜观察微观组织演化规律。结果表明:峰值应力随着应变速率的提高和变形温度的降低而增大,且真应力-真应变曲线中表现出动态再结晶的特征;在给定参数下,通过本构方程计算得到ZK60镁合金的变形激活能Q为128.91kJ/mol,应力指数n为4.8519;降低变形温度、提高应变速率有助于减小再结晶晶粒的平均尺寸。     

稀土重轨钢RE-Ⅱ动态再结晶数学模型的建立

以稀土轨RE-Ⅱ为研究对象,在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行单道次高温压缩变形实验,研究实验钢的动态再结晶行为及其影响因素,采用线性回归法计算动态再结晶激活能Q并回归其温度补偿应变速率因子Z的数学模型,为预报和控制RE-Ⅱ稀土轨的组织及性能提供基本实验依据.     

含稀土的23Cr型双相不锈钢的高温变形行为

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在950-1200℃,应变速率为0.1-10s-1条件下进行了含稀土的23Cr型双相不锈钢的热压缩变形,获得了流变曲线,建立了热变形方程,分析了变形组织。结果表明：在流变曲线上既存在峰值应力也有稳态应力;在高温低应变速率条件下,峰值应变减小。上述变形条件下,试验钢的热变形激活能Q=436kJ/mol,表观应力指数n=3.91,热变形方程为：ε=2.41×1016[sinh（0.012σs）]3.91exp （-436000/RT）。奥氏体的动态再结晶在试验钢的动态软化机制中起主导作用且随着温度的升高和应变速率的降低越来越充分;而大应变下,铁素体的软化主要表现为较充分的动态回复。稀土元素影响了热变形时两相中Mo元素的再分配是稀土改善双相不锈钢高温塑性的重要原因之一。稀土使Mo在铁素体中浓度较低温度下降低,高温下升高;而奥氏体相中,使得Mo浓度在较低温度下升高而高温下降低。     

热连轧403Nb棒材的组织结构与蠕变性能

为了获得403Nb钢更好的加工工艺及优异的高温蠕变性能,借助扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、x射线衍射仪（XRD）等分析手段,并通过蠕变性能测试,对热连轧403Nb钢蠕变前后的组织结构及行为进行了研究.结果表明：403Nb钢在热连轧期间发生了动态回复及动态再结晶,其组成相包括：α Fe、（Fe,Cr）23C6及（Fe,Cr,Nb）C,其中,（Fe,Cr）23C6多分布于晶界,（Fe,Cr,Nb）C主要分布于晶内.在实验条件下,热连轧403Nb钢具有极强的温度敏感性和应力敏感性,其蠕变激活能Q=287.5kJ/mol.蠕变期间发生了大量的交滑移,碳化物通过阻碍位错运动以及“钉扎”晶界起到提高蠕变抗力的作用.     

钢结构厚板力学性能的低温试验研究

厚板钢材在高层建筑和大跨结构中得到了广泛应用,然而厚度的增加会引起钢板力学性能的变化,特别是厚度方向的性能。采用圆棒拉伸试样,对厚度为60～150mm的建筑结构用厚板Q345B进行了低温力学性能试验,试样分为垂直轧制方向的横向试样和贯穿厚度方向的Z向试样。试验获得了4种厚度钢板的屈服强度fy、抗拉强度fu和断面收缩率函等指标及其随温度和取样位置的变化关系,并测得4种厚度钢板Z向性能的相应指标。试验结果表明,随温度的降低,厚板的屈服强度和抗拉强度增大而断面收缩率减小;由钢板表面至中心,横向试样的断面收缩率呈下降趋势;随钢板厚度的增加,Z向试样的断面收缩率逐渐减小,且小于横向试样的断面收缩率。     

Q235钢CSP轧制时动态再结晶行为研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究Q235钢连铸坯CSP轧制时在高温变形过程中的动态再结晶行为。结果表明,在高变形温度和低应变速率条件下Q235钢易发生动态再结晶;在回归相应的数学模型后,建立了Q235钢的热变形方程式。对Q235钢连铸坯热变形后的组织进行分析,发现奥氏体发生动态回复后转变的铁素体组织中也有动态再结晶晶粒。     

Hot deformation behavior and flow stress model of F40MnV steel

Single hit compression tests were performed at 1 223-1 473 K and strain rate of 0.1-10 s-1 to study hot deformation behavior and flow stress model of F40MnV steel. The dependence of the peak stress, initial stress, saturation stress, steady state stress and peak stain on Zener-Hollomon parameter were obtained. The mathematical models of dynamic recrystallization fraction and grain size were also obtained. Based on the tested data, the flow stress model of F40MnV steel was established in dynamic recovery region and dynamic recrystallization region, respectively. The results show that the activation energy for dynamic recrystallization is 278.6 kJ/mol by regression analysis. The flow stress model of F40MnV steel is proved to approximate the tested data and suitable for numerical simulation of hot forging.     

热变形对冷轧工作辊用锻造高速钢CCT曲线的影响

以自行设计的冷轧工作辊用锻造高速钢为研究对象,采用膨胀仪测定了其静态CCT曲线,采用Gleeble-3500热模拟试验机测定了其高温形变后的CCT曲线（动态CCT曲线）。在金相显微镜下对不同冷速冷却后的显微组织进行了观察并测定了其维氏硬度,分析了热变形对连续冷却转变曲线的影响。结果表明：冷轧工作辊用锻造高速钢在快冷速下得到隐晶马氏体＋残奥＋碳化物,慢冷速下得到的是珠光体＋碳化物。冷速大于0．1℃／s时,均能得到马氏体组织,说明该钢具有良好的淬透性。热变形对珠光体临界转变速度影响不大,但却能减小珠光体转变的温度区间和马氏体转变开始点的温度范围。     

82B高碳钢热变形行为研究

采用单道次热压缩实验方法,在Thermomaster-Z型热模拟试验机上模拟高碳钢高速线材热轧变形过程动态再结晶行为,测定82B高碳钢在变形温度为800～1 100℃、变形速率为0.1～50 s-1、变形程度为0～0.60条件下的真应力-应变曲线,利用曲线特征值确定高应变速率下的变形激活能,根据实验结果分析动态再结晶变形条件,建立动态再结晶状态图。     

钢管混凝土桁梁管内混凝土受压应变状态

利用自制的内埋式混凝土应变计和通用有限元软件,对钢管混凝土桁梁试件受压弦杆管内填充混凝土的应变状态进行研究.试验研究结果表明,在单调加载条件下,自埋式混凝土应变计能准确测读受压弦杆管内混凝土的应变状态;混凝土应变随荷载增大呈双折线增长模式,桁梁试件破坏时混凝土受压应变达到5 000 με.当采用平面塑性梁单元对钢管混凝土桁梁进行整体分析时,不管弦杆受压还是受拉,管内混凝土均应考虑套箍效应;桁梁受压弦杆管内混凝土纵向应变有限元计算值与实测值吻合良好,桁梁试件破坏时混凝土应变处于高套箍状态.     

重载车轮钢显微组织与氢渗透特性

利用金相显微术、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射测量技术研究1种重载车轮钢的显微组织,采用电化学方法探讨它的氢渗透特性.研究表明,实验用重载车轮钢的显微组织由质量分数分别为95.7％的层片状珠光体和4.3％的先共析铁素体组成,20℃时氢在实验钢中的扩散系数D0为1.96×10-6 cm2·s-1,该钢产生氢鼓泡的临界氢质量分数为3.64×10-6.     

各向异性和Dzyaloshinski-Moriya相互作用对（1/2,1）混合自旋海森堡XXZ模型热纠缠的影响

研究了各向异性和Dzyaloshinski-Moriya相互作用对（1/2,1）混合自旋海森堡XXZ模型热纠缠的影响.结果表明,通过调节各向异性参数Δ以及Dzyaloshinski-Moriya相互作用的大小,可以很好地控制系统的纠缠度和临界温度,因此可以得到一个有效的控制参数来提高纠缠度和扩大纠缠稳定值的范围来降低纠缠的减小程度.