Flow Behavior and Evolution of Microstructure during Hot Deformation for a High Mo Stainless Steel

1. IntroductionHigh Mo austenitic stainless steels are widelyapplied to oceanology, petroleum chemical industryef..[1'2], because of their good resistance to local corrosion and uniform corrosion. However, they arehard to process and normally have worse plasticity.Therefore, that are the main weaknesses of this kindof material. It is necessary to improve the processing properties during hot working and control themicrostructure. Some researches have been carriedout on austenitic stainless ste…     

稀土镁合金热压缩流变应力修正及热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟机上采用等温压缩实验研究了Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr合金的高温压缩变形行为,获得合金在温度为350 ～530℃、应变速率为0.005～5 s-1条件下的流变应力曲线.对流变应力曲线进行了摩擦和变形热修正.通过摩擦与温升修正后的应力值,计算出了平均热激活能和应力指数,Q=262.608 kJ/mol,n=3.745,分析得出了变形激活能随温度的变化规律.结合显微组织演变,合金的热锻初始温度应在500～530℃为宜.     

40Cr钢流变应力的分析及模拟

研究了不同变形条件下流变应力的变化,发现流变应力与变形温度呈递减关系而与变形速率呈递增关系.在LudWik-Hollomon模型的基础上,提出了一个描述热/温变形的改进模型,该模型在对40Cr钢的模拟中表现出了较好的效果.硬化指数对变形温度不敏感,在低的应变速率下有一个不变值,而在高的应变速率下突然跃变.对峰值应力进行了预测,结果较为理想,预测值与实验值之间的平均相对误差和均方根分别为7.7%和17.59MPa.     

Modeling of Hot Yield Stress Curves for Carbon Silicon Steel by Genetic Programming

The shape of hot yield stress curves (surfaces) is complicated because of the microstructural changes and phase transformations that occur during the hot working process. Such dependencies are difficult to describe mathematically. In this article, modeling of hot yield stress curves for carbon silicon steel (electric steel, 1.87%Si, 0.05-0.08%C) by genetic programming was carried out. Strain rate, strain, and temperature were the parameters monitored experimentally. On the basis of the experimental data, a model for prediction of hot yield stress curves was obtained by genetic programming. The study showed that genetic programming is a powerful prediction tool.     

GCr15热变形行为与流变应力模型的研究

在热力模拟实验机Gleeble-3800上,对GCr15钢进行了单道次压缩实验,研究了其热变形行为.变形温度从950℃到1150℃范围变化,应变率从1s-1到10s-1范围变化.采用双曲正弦方程描述了GCr15钢的峰值流变应力与Zener-Hollomon参数的关系,方程中变形激活能的大小和其他常数采用回归分析得到.同时还得到了峰值应变方程以及流变应力模型,流变应力模型模拟结果与实验结果吻合较好.     

5083铝合金热压缩流变应力曲线修正与本构方程

在Gleeble-3800热模拟机上采用等温压缩实验研究5083铝合金在变形温度为523~723K、应变速率为0.01~10s-1、真应变为0~0.7条件下的高温流变应力行为。基于热传导对合金变形热效应的影响,对流变应力曲线进行了变形热修正。结果表明:热传导对变形过程中产生的温升影响不可忽略,其影响随着真应变的增加而更加显著;修正后的流变应力对峰值应力影响不大,但稳态流变应力软化趋势得到一定程度的减弱。建立了Zener-Hollomon参数的本构方程,可对5083铝合金在不同变形条件下的流变应力进行预测,温升修正后的流变应力值与本构方程的预测值吻合较好,平均相对误差仅为5.21%。     

铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为与热加工图

目的 研究铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为,并建立热加工图评估出合适的热变形参数。方法 在变形温度900~1 200 ℃和应变速率0.01~10 s⁻¹条件下开展热压缩实验,分别构建应变0.2、0.4、0.6、0.8下的热加工图,结合扫描电镜对变形后的微观组织进行分析。结果 30CrMnSiNi2A钢在压缩过程中真应力的变化是加工硬化和动态软化协同作用的结果;在低应变速率时(0.01、0.1 s⁻¹),流动曲线在应力值达到峰值应力(σp)后都表现出流动软化现象,而在高应变速率下流动曲线则表现出连续的加工硬化现象。结论 根据变形试样的微观组织和塑性流动是否稳定,可将热加工图分为3个区:流动失稳区、不完全动态再结晶区、完全动态再结晶区,在完全动态再结晶区内的晶粒细小均匀,所以将变形温度1 100~1 180 ℃、应变速率0.01~0.5 s⁻¹确定为适合于30CrMnSiNi2A钢的加工窗口。     

F45V非调质钢热锻造过程流动应力模型

采用Gleeble-1500热模拟实验机对F45V非调质钢进行单道次压缩实验,在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,得到相应条件的流动应力-应变曲线.根据实验结果,采用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数描述其热变形时的流变行为,并把模型的预测结果与实验结果进行了比较,两者吻合较好.     

石墨化易切削钢的变形抗力

石墨化易切削钢是顺应易切削钢无铅、低硫这一发展趋势而提出的。本文制备了以铁素体和石墨为组织特征的石墨化易切削钢的试验用钢,同时利用Gleeble-1500热模拟试验机,在变形温度T为850~1050℃,应变速率为1.0、10s-1条件下,对试验用钢进行了单道次高温轴向压缩试验,测得了高温应力-应变曲线。曲线分析结果表明,该钢的变形抗力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而增加,应变速率10s-1时的应力-应变曲线呈现为再结晶型。基于上述分析,建立了试验用钢的变形抗力数学模型,并给出其具体参数。变形抗力实测值与按照模型计算的预测值吻合较好。     

新型超高强度热冲压用钢的热变形行为及本构关系

利用Gleeble-1500D热模拟机对新型超高强度热冲压用钢22MnB5Nb进行等温单向拉伸实验,研究了其在变形温度为650~950℃,应变速率为0.1,1.0,10s~(-1)下的热变形行为,并采用3种本构分析方法,即基于传统拟合回归方法的Arrhenius型、考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型和本工作新提出的基于Quasi-Newton BFGS算法的Arrhenius型本构方程来描述22MnB5Nb钢的热变形行为。结果表明:22MnB5Nb钢表现出典型的加工硬化和动态回复软化行为,变形温度与应变速率均对其流变应力有较大影响;3种方程均可以准确预测实验钢的峰值流变应力,其中,Quasi-Newton BFGS算法具有可一次性求解所有材料参数、求解步骤简单和预测精度最高(R=0.99578,Re=11.03MPa,E=2.48%)的特点,考虑材料常数应变补偿的Arrhenius型本构方程预测精度相对较低,但能直接预测不同变形条件下的流变应力曲线且可以较好地预测变形过程中的加工硬化效应、动态回复软化效应和应变速率强化效应。     

30CrMnSi钢的热变形行为与晶粒演化特征

对于初始粗晶的高强钢30CrMnSi进行了圆柱体热压缩实验研究,获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力一应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能以及每个实验条件的Z参数,得到了高强钢30CrMnSi的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。发现在z参数=1．0E＋12／s～1．OE＋13／s、工程应变一60％的条件下动态再结晶会产生较好的晶粒细化效果。     

A100钢的热变形行为及加工图

目的 研究A100钢的热变形行为,确定热加工范围并优化工艺参数.方法 使用Gleeble-3800热模拟实验机,对A100钢进行应变为0.6,变形温度为1073～1473 K,应变速率为0.01～10 s–1的等温热压缩实验.利用A100钢的热压缩实验数据,建立在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线.建立A100钢基于唯象的本构模型与基于物理的本构模型以及基于Murty失稳准则的热加工图.结果 当应变速率一定,温度升高或一定,应变速率下降时,A100钢的流变应力会减小,流变应力曲线上主要表现为动态再结晶的软化机制.结论 构建的基于唯象的本构方程可以对A100钢在应变为0.6时的流变应力进行较好的预测,基于物理的本构方程可以反映出A100钢的物理特性,通过构建的基于Murty失稳准则的加工图可以得到A100钢的加工范围是温度为1173～1223 K,应变速率为0.01～0.1 s–1和温度为1323～1373 K,应变速率为0.05～0.15 s–1时.     

AISI403马氏体不锈钢的热变形特性研究

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对AISI403马氏体不锈钢进行高温热压缩实验,结合金相组织观察,对其流变应力进行了研究。结果表明:403钢在950～1150℃,应变速率为0.01～0.1s-1的条件下,发生了较明显的动态再结晶;利用Zener-Hollomon参数的双曲对数函数能较好地描述403钢的流变行为;经回归得到了403钢峰值应力σP的表达式和热变形激活能Q值;通过热加工图的建立获得最佳热变形条件及预测流变失稳区。     

NF709奥氏体耐热钢的热变形行为

目的获得NF709钢的热变形工艺参数。方法利用Gleeble3800热模拟试验机,在变形温度为930~1230℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)、真应变为1.0的条件下,得到真应力-真应变曲线。依据流变应力曲线和相关热加工理论,建立材料的本构方程,分析试验钢的热变形特点。结果该试验钢在试验条件下的热变形激活能为424 kJ/mol,建立了试验钢在变形条件下的本构方程,回归出了动态再结晶临界应力和Z参数之间的关系方程。根据动态组织分析和相应的热加工条件,建立了试验钢的动态组织状态图,可以用来预测不同变形条件下的动态组织。建立了应变速率、温度和峰值应力之间的关系方程。结论在给定的变形温度或应变速率下,应变速率或变形温度对微观组织有显著影响。在1030~1230℃、应变速率为10 s~(-1)的条件下,试验钢在变形量较小时容易失稳,随着应变量增加,流变失稳消失。     

Hot Deformation Behavior of an As—cast Duplex Stainless Steel

The hot deformation behavior of an as-cast 0Crl7Mnl4Mo2N duplex stainless steel has been studied by hot com-pression test at the temperature range from 1000℃ to 1200℃, and the strain rates are 0.1 s^-1, 1 s^-1 and 5 s^-1,respectively. It was found that during hot deformation there is only dynamic recovery taking place within the δ-ferrite phase, but the γ-austenite phase undergoes dynamic recrystallization. The activation energy of the steel for hot compression is estimated to be 480 kJ/mol.     

高强汽车中锰钢的热压缩变形行为研究

目的 为第三代汽车中锰钢工业化生产的加工工艺制定提供参考。方法 采用Gleeble-3800型热力模拟试验机对汽车用中锰钢进行了变形温度900～1 150℃、应变速率0.1～20 s^-1的热压缩变形处理(变形量为50%),基于不同热压缩变形条件下的应力应变数据建立中锰钢的流变应力本构方程,并对本构方程进行应变补偿,验证考虑应变补偿的流变应力本构方程预测值与试验结果的一致性。结果 应变速率不变时,中锰钢的峰值应力随着变形温度的升高逐渐减小;变形温度不变时,中锰钢的峰值应力随着应变速率的增大整体逐渐增大。在变形温度900～1 150℃、应变速率0.1～20 s^-1的条件下,汽车用中锰钢考虑应变补偿的流变应力的散点预测值与实测值吻合较好;进行应变补偿处理后,汽车用中锰钢流变应力本构方程的相关系数为0.986,绝对平均误差3.36%,相较于未考虑应变补偿的流变应力本构方程,考虑应变补偿后相关系数变大,绝对平均误差变小。结论 考虑应变补偿的流变应力本构方程可以对汽车用中锰钢热压缩变形过程中的流变行为进行准确预测。     

300M钢的热变形行为及热锻成形工艺研究现状

300M钢凭其优异的综合力学性能而被广泛应用于飞机起落架大型构件的生产。在大型构件的热锻成形过程中,材料的流动行为及组织演变受到众多因素影响,变形机制复杂。主要从300M钢的热变形本构模型、微观组织演变以及锻造工艺三方面对现有研究进行综述。在热变形本构模型方面,综述了300M钢在单道次及多道次热变形下的本构模型的研究现状。在微观演化方面,综述了300M钢热变形各个阶段所对应的组织演化机制,包括晶粒长大、动态再结晶、静态再结晶、亚动态再结晶以及相变过程。此外,从数值分析角度综述了热锻成形工艺的研究现状。最后,针对现有研究提出了后续值得继续深入研究的方向。     

Modeling Recrystallization of Austenite for C—Mn Steels during Hot Deformation by Cellular Automaton

By using a cellular automaton method,microstructure evolution of recrystallization in austenite during hot deformation was simulated for C-Mn steels.A model takes into account the influence of deformation temperature,strain,and strain rate on the dynamic recrystallization fraction,and the effect of the keeping time on the static recrystallization fraction based on a hot deformation test on a Gleeble-1500 simulator.In addition,the size changing of γgrains during continuous hot deformation was simulated by applying the model.     

Influence of Hot Deformation and Subsequent Austempering on the Mechanical Properties of Hot Rolled Multiphase Steel

Influence of hot deformation and subsequent austempering on the mechanical properties of hot rolled multiphase steel was investigated. Thermo-mechanical control processing （TMCP） was conducted by using a laboratory hot rolling mill, where three different kinds of finishing rolling reduction, and austemperings with various isothermal holding duration were applied. The results have shown that a multiphase microstructure consisting of polygonal ferrite, granular bainite and larger amount of stabilized retained austenite can be obtained by controlled rolling processes. Mechanical properties increase with increasing the amount of deformation because of the stabilization of retained austenite. Ultimate tensile strength （σb）, total elongation （σ） and the product of ultimate tensile strength and total elongation （σb-σ） reach the maximum values （791 MPa, 36% and 28476 MPa%, respectively） at optimal processes.