应变速率对Q460连铸坯高温力学性能的影响

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机和金相法测试了不同应变速率下建筑用钢Q460连铸坯的高温力学性能,获得了600~1200℃范围内Q460连铸坯的高温强度、热塑性和最终室温组织随拉伸温度和应变速率的变化规律。结果表明,当Q460连铸坯在较高的应变速率（10s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率随着拉伸温度的升高而升高,没有出现高温脆性区;在较低的应变速率（10-3s-1）下进行高温拉伸时,试样的断面收缩率出现了2个脆性区,第1个在1100℃至熔点温度,第2个脆性区间在700℃附近。总体来说,实验钢种的高温断面收缩率均大于65%,表明建筑用钢Q460连铸坯具有较好的高温热塑性。此外,同一应变速率下,Q460连铸坯的抗拉强度随着拉伸温度的升高而降低,而伸长率随着拉伸温度的升高而升高。     

低碳钢Q345B大方坯热塑性研究

采用Gleeble 1500热模拟机对Q345B钢在1×10-4s-1和1×10-3s-1应变速率下的热塑性进行了研究。研究表明:在1×10-4s-1的应变速率下,试样在600～TL℃的温度范围内存在两个脆性区,即高温脆性区,为1 217～TL℃,低温脆性区,为600～930℃;在1×10-3s-1的应变速率下,试样在600～TL℃的温度范围内不存在高温脆性区,仅存在低温脆性区,为600～915℃。影响Q345B钢热塑性的主要因素是S偏析、应变速率、铁素体的析出以及细小的AlN粒子的析出。     

应变速率对锆基非晶复合材料力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备出直径3mm的[Zr0.72+x(Cu0.59Ni0.41)0.28-x]88Al12(x=0.05、0.10)棒状非晶复合材料。考察应变速率对合金压缩力学性能的影响。结果表明,随应变速率的增大,合金的塑性变形区域减小,锯齿流变现象逐渐消失;在相同成分下,随应变速率的增大,弹性模量逐渐升高,塑性应变和抗压强度则逐渐降低,屈服强度和断裂强度也基本呈下降趋势。在x=0.05、应变速率为0.55×10-4s-1时,塑性应变、抗压强度和断裂强度均为最大值,分别为6.77%、1 758MPa和1 629MPa。     

二次硬化超高强度钢的热变形行为

利用Gleeble-3500热力模拟试验机,在温度为1123～1423K,应变速率为0.5～10s-1的条件下,对航空用高强韧性的二次硬化超高强度钢(AF1410钢)进行了高温轴向压缩试验,测得了AF1410钢的高温流变曲线,并观察了变形后的显微组织。试验结果表明,AF1410钢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;AF1410钢在真应变为0.8,应变速率为0.5～10s-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逐渐升高。当变形速率为10s-1时,其变形温度高于1373K,才会发生完全动态再结晶;AF1410钢的热变形激活能Q值为430.39kJ/mol,并确立了其热变形方程。     

09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机对09CrCuSb钢连铸坯的高温力学性能进行测试,得到其在650～1 300℃的应力—应变曲线、高温强度、热塑性和塑性模量的变化规律。结果表明:应力—应变曲线中,应力峰值随测试温度升高而减小,当测试温度高于700℃时,应力—应变曲线中出现应力平台现象;连铸坯试样的高温强度较差,随温度升高,其高温强度整体呈下降趋势;在2.4×10~(-3) s~(-1)应变速率下,存在两个明显的脆性温度区间,第一脆性温度区间为1 200℃～熔点,第三脆性温度区间为700～800℃,在825～1 250℃时09CrCuSb钢连铸坯热塑性较好,断面收缩率均大于80%;连铸坯试样的高温塑性模量在675～1 300℃时小于660.099 MPa。     

SAE9310钢热变形行为的研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机,在温度为1123~1423 K,应变速率为0.1~10 s-1,真应变为0.8的条件下,对一种传动部件用高强度渗碳钢(SAE9310钢)进行了高温轴向压缩试验,测得了SAE9310钢的高温流变曲线,并观察其变形后的显微组织。试验结果表明,SAE9310钢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;SAE9310钢在真应变为0.8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逐渐升高,当热变形温度高于1323 K时,应变速率在0.1~10 s-1范围内,试验钢均会发生动态完全再结晶;测得9310钢的热变形激活能Q值为416.78 kJ/mol,并确立了其热变形方程。     

粉末冶金TiAl基合金高温变形行为

采用等温压缩试验,在变形温度为600～1050℃、应变速率为0.002～0.2s-1的条件下,研究了粉末冶金Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金的高温压缩性能与高温变形行为.结果表明:合金在高温压缩变形时,屈服强度随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,塑性趋于升高.合金在高温塑性变形时,峰值流变应力、应变速率和变形温度之间较好地满足双曲正弦函数形式修正的Arrhenius关系,说明其变形受热激活控制.在800～1050℃/0.002～0.2s-1范围内,合金应变敏感系数m为0.152,高温变形激活能Q为376kJ.mol-1.     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.      

热处理工艺对风电锻件用Q345E钢组织及性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等试验研究了风电锻件用Q345E钢经不同热处理工艺下的组织与性能,试验结果表明:890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;550℃回火时,当淬火温度890℃时,Q345E钢综合力学性能最好;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产实验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度大于395MPa、抗拉强度大于530MPa,-40℃冲击功大于185J。     

连铸板坯高温力学性能参数的试验研究

应用Gleeble 500D热模拟试验机,以某钢厂四号板坯连铸机上生产的AH36钢板坯为对象,对其重要的高温力学性能参数进行了试验研究,包括弹性极限、屈服强度、高温强度极限、断面收缩率、应力应变曲线、弹性模量、硬化系数、零强度温度和零韧带温度,为连铸板坯凝固传热—应力应变耦合数学模型的准确建立提供了重要的理论参考依据。     

采用大钢锭生产特厚桥梁钢板Q345qDZ35的实践

南阳汉冶特钢公司通过采用KR脱S、LF精炼、VD真空处理、模铸保护浇铸等手段确保钢水纯净度以及通过采用＂高温、低速、大压下＂轧制、轧后控冷、热处理等手段确保钢板内部组织细密、均匀,成功研发出厚度达130mm的Q345qDZ35特厚桥梁板。性能检测结果表明,屈服强度、抗拉强度平均富裕量达30MPa以上、伸长率平均富裕量达7.0%以上,-20℃低温冲击平均富裕量达100J以上,Z向拉伸平均富裕量达40%,各项性能均满足特厚桥梁钢的使用要求。     

低合金结构钢Q345B 420 mm特厚板的研发

阐述了南阳汉冶特钢通过合理的成分设计、模铸浇注、钢锭加热、3800轧机轧制及热处理,成功地在转炉-LF+VD精炼-模铸浇注-加热-轧制-正火热处理生产线开发出了420 mm特厚保性能、保探伤低合金结构钢Q345B钢板。热处理后钢板性能检测,屈服强度在305～350 MPa,抗拉强度在500～555 MPa,伸长率在23%～28%,20℃纵向冲击功在109～287J,性能指标均达到了250 mm厚Q345B标准要求。     

微铌处理550MPa热轧带钢的工艺研究

采用Gleeble3500热模拟试验机,研究了含铌Q345钢奥氏体静态再结晶行为、铌的碳氮化物在奥氏体和铁素体中的析出行为等实验,铌在钢中的强化作用机理。根据上述结论,邯钢2250热轧厂生产了以碳、锰为主要成分,并加入微量铌元素,将原热轧带钢Q345的屈服强度由345 MPa提高到550M Pa。对生产的微铌处理550 M Pa钢的组织和力学性能作了检验,在细晶强化、沉淀强化和相变强化等复合强化的综合作用下,热轧带钢屈服强度均达到550 MPa以上,塑性良好。     

CSP工艺Q345B低成本技术研究

通过定量金相和产品力学统计分析了CSP工艺下Q345B铁素体细晶强化与终轧温度、卷取温度和力学性能的关系。结果表明在CSP生产线采用合适的控轧控冷技术,能有效提高Q345B的屈服强度,为Q345B降低合金成本找到合适的工艺。     

微合金Q345B板坯连铸的高温塑性

为了研究含V、Ti、Nb微合金Q345B结构钢的高温塑性,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对其进行热拉伸试验,分析了在应变速率为1.5×10-3s-1、变形温度700～1 300℃(Δt=100℃)变形条件下的断裂强度和断面收缩率随温度的变化情况。确定Q345B结构钢存在两个脆性区间,即第Ⅰ脆性温度区间为熔点温度1 300℃,第Ⅲ脆性温度区间为850～740℃。通过扫描电镜和光学显微镜对断口形貌及其组织进行了观察,明确了断裂原因,为连铸生产提供一定的理论指导。     

The ability of quantitative ultrasound to predict the mechanical properties of trabecular bone under different strain rates

The ability of quantitative ultrasound to predict the mechanical properties of trabecular bone under different strain rates was investigated. Ultrasound velocity (UV) and broadband attenuation (BUA) were measured for 60 specimens of human trabecular bone. Samples were divided into two equal groups and loaded in compression at the strain rates of 0.0004 and 0.08 s-1. The ultimate strength, elastic modulus, and energy absorption capacity were determined for each specimen. Specimens tested at 0.08 s-1 had a mean value of strength 63% higher than the specimens tested at 0.0004 s-1. The elastic modulus and energy absorption capacity were 82% and 42% higher, respectively, for the higher strain rate. UV and BUA were significantly associated with most mechanical properties at both strain rates. All mechanical properties were also correlated strongly with a linear combination of UV and BUA for both the low and high loading rates. The use of ultrasound parameters may provide good clinical means for assessing the resistance of trabecular bone to both low and high energy trauma.     

热轧高锰TRIP/TWIP钢组织性能研究

利用控轧控冷工艺开发了锰质量分数为18.8%的热轧高锰TRIP/TWIP钢板,分析了轧制工艺参数对热轧高锰钢组织和性能的影响,讨论了实验钢的断裂机理。结果表明：通过控轧控冷方法可以热轧出抗拉强度达到940 MPa左右,断裂伸长率在40%以上的高锰钢板。冷却速度和卷取温度等工艺参数对实验钢组织性能影响不是非常明显。高锰钢优异的力学性能是TRIP和TWIP效应共同作用的结果。高锰钢拉伸呈韧性断裂,裂纹多沿奥氏体/马氏体晶界萌生、扩展。     

Processing Maps for Use in Hot Working of Ductile Iron

  The hot deformation characteristics of ductile iron are studied in the temperature range of 973 to 1273K and strain rate range of 0001 to 1 s-1 by using hot compression tests. Processing maps for hot working are developed on the basis of the variations of efficiency of power dissipation with temperature and strain rate. The results reveal that the flow stress of ductile iron is sensitive to strain rate. In the processing map under strain of 07, a domain is centered at 1273 K and 1 s-1, and the maximum efficiency is more than 36%. According to the maps, the zone with the temperature range of 1173 to 1273 K and strain rate range of 01 to 1 s-1 may be considered as the optimum region for hot working.     

大型扁钢锭水冷制造技术

 大型扁钢锭主要用于生产特厚板,随着钢锭吨位增大,钢锭上部缩孔较深,影响成材率,同时疏松等级高,偏析严重,因此大型扁钢锭的质量问题成为发挥特厚板轧机能力的瓶颈。针对该难题,采用大型钢锭水冷模铸装置,成功地浇注了60 t级大型扁钢锭。钢锭被轧制成220 mm厚钢板,尽管钢种成分为Q345B,但各项性能指标达到了超厚板Q345E-Z35的要求,屈服强度为348～373 MPa,抗拉强度为562～588 MPa,伸长率为17%～28.5%,－40 ℃横向冲击功为56.57～71.65 J、纵向冲击功为40.76～88.80 J,1/2处断面收缩率平均为63.04%,1/4处断面收缩率为57.93%,夹杂物级别总和不超过2.0,晶粒度达到8.0～9.0级。表明该大型扁钢锭水冷模铸技术具备为高品质特厚板提供坯料的能力。     

DP980钢的动态力学性能及本构模型构建

随着汽车轻量化事业的不断推进,先进高强DP钢得到了快速的发展和应用.而汽车碰撞过程安全性的模拟仿真,对DP钢提出了动态力学性能数据的迫切需求.利用万能拉伸试验机和高速拉伸试验机系统研究了高强度DP980钢不同应变速率下的力学性能,构建并修正了基于JC模型的动态本构数学模型,并进行了模型计算结果与试验数据的对比分析.试验...