EH40钢的热变形行为及流变应力模型

为研究热加工过程中变形参数对EH40船板钢流变应力的影响规律,利用Gleeble—3800实验机对试样进行热模拟压缩实验,获得了EH40船板钢在应变率为0. 1 s~(-1)～10 s~(-1)和变形温度为900℃～1 200℃条件下的真应力-应变曲线,分析曲线得出:变形温度和应变速率均对EH40船板钢的动态再结晶和动态回复产生重要影响,升高变形温度或降低应变速率,均有利于变形过程中动态再结晶的发生,有助于材料的晶粒细化。采用包含Zene-Hollomon参数的双曲正弦模型,获得了该材料的热变形方程、热变形激活能、Z参数数学模型。经验证,所建立的本构关系计算值与实验值平均相对误差为3. 13%,能够很好地反应EH40船板钢的实际热变形行为特征。     

316L/EH40不锈钢复合板变形行为及初始层厚比设计

应用MSC.MARC软件建立不锈钢复合板热轧成形三维热力耦合有限元模型,对不锈钢复合板热轧过程进行数值模拟,研究压下量、变形温度和初始层厚比对轧制复合变形区EH40层和316L层厚比变化规律的影响,得到了在轧制复合变形区内双金属分层变形量和层厚比变化情况的分布规律。根据数值模拟结果,建立了复合板各组元变形量与压下量的近似关系式,得到了初始层厚比计算的经验公式。通过试验与经验公式计算出的初始层厚比进行对比验证,得出层厚比误差在10%以内,有效控制了复合板层厚比精度。     

316L/EH40复合板可逆热轧过程数值模拟

为研究316L/EH40复合板在热轧过程中温度场对应力场、应变场的影响,建立了热轧过程的三维动态热力耦合计算模型,利用所建立的模型对复合板热轧过程进行了仿真计算,分析了轧制过程中温度场、应力场、应变场、残余应力的变化规律。研究结果表明:复合板基层表面温度变化范围最大;基层表面温度呈先下降后上升的变化趋势,复层中心与基层中心温度呈逐渐上升的变化趋势;等效压应力峰值由49.93 MPa逐渐变大至104.04 MPa;等效应变值呈台阶式上升的变化趋势;界面处残余应力沿宽度方向分布较为均匀,其中复层侧残余应力值较大,最大为93.7 MPa,基层侧残余应力值较小,最大为71.9 MPa。     

压下率对316L/EH40复合板界面微观形貌的影响

 为确定制备316L/EH40不锈钢复合板所需压下率,采用MSC.Marc有限元软件模拟研究了316L/EH40不锈钢复合板在不同压下率下的轧制过程,通过对变形区结合界面处应力场与应变场的综合分析,确定不锈钢复合板实现有效黏合的最小压下率为55%。基于有限元仿真结果,采用Gleeble-3800热模拟试验机制备了不同变形率下的复合样件,并对复合样件结合界面处的微观组织形貌进行了观测。通过分析得出结论,样件压下率达到30%后,结合界面处孔隙基本闭合,但仍有部分夹杂物和微孔存在;当压下率超过50%后,结合界面处微孔完全消失,夹杂物数量减少并且尺寸减小;低合金钢侧组织由铁素体和珠光体组成,靠近结合面处存在脱碳层,随着压下率的提高,脱碳层厚度逐渐降低;不锈钢侧由奥氏体组织组成,奥氏体晶粒尺寸随着压下率的提高得到不同程度的细化;显微硬度值随着压下率提高逐渐增大。