300M钢的热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机在1123～1423 K、以0.01～10 s-1的应变速率,对300M钢进行了高温轴向压缩变形试验,并对不同变形条件下300M钢的金相组织进行了观察分析。结果表明:300M钢的高温流变曲线类型可分为动态回复型和动态再结晶型两种,随着变形温度的降低和变形速率的增加,300M钢的高温流变曲线逐渐由动态再结晶型向动态回复型转变。流变应力和峰值应变随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;实验钢在真应变为1.2、应变速率为0.01～10 s-1的条件下,随变形速率的提高,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1423 K,才会发生完全动态再结晶;测得300M钢的热变形激活能为391.51 kJ/mol,并建立了300M钢的热变形方程以及动态再结晶条件下峰值应变εp与Zener-Hollomon因子的定量关系。     

高强渗碳钢高温热变形的本构方程

采用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为1173~1473 K,应变速率为0.01~10 s-1的变形条件下,对一种航空用高强度渗碳钢-9310钢进行热压缩实验,基于真应力-应变曲线,研究了两种高温变形流变应力的本构方程模型-位错模型和Sellars模型在该钢上的应用,根据动态再结晶是否发生,建立了不同热变形阶段下9310钢的流变应力本构方程。研究表明,在ε0.1条件下的动态软化和稳态流变阶段中,基于位错密度和动态软化机制的位错模型方程,精度误差在15%以下,但该方程参数多,计算量大,而基于Sellars模型的本构方程,在低温热变形(T1273 K)及大应变(ε0.5)条件下的精度误差更小,且方程相对简单,便于应用。在高强渗碳9310钢的热加工生产中,建议采用Sellars模型作为大应变条件下流变应力的预报方程,精度误差控制在10%以下;为了提高方程精度,Sellars模型下由于动态再结晶软化引起的应力降低值Δσ中,相关参数的取值还有进一步修正的可能。     

Prasad与Murthy流变失稳准则下9310钢热加工图的建立与分析

 在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900～1 200 ℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论(DMM),在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图,并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的分析。结果表明,本试验条件下,9310钢热变形在Prasad和Murthy流变失稳准则下的稳定性函数[ξ(ε·)]均大于0;在变形条件为950～1 050 ℃,0.01～0.1 s-1时具有最佳的热加工性能,此区域内功率耗散率值均大于32%;能量耗散功率恒定时,变形温度对动态再结晶晶粒尺寸起主导作用,变形温度恒定时,高应变速率下的动态再结晶晶粒更加细小均匀。     

回火工艺对AerMet340钢性能和微观组织的影响

采用力学性能测试、SEM、TEM、XRD等试验方法研究了回火温度和时间对二次硬化型超高强度钢AerMet340的力学性能及微观组织的影响。结果表明,AerMet340钢的回火曲线呈现明显的二次硬化现象,获得最佳综合性能的回火工艺为482 ℃×5 h空冷;抗拉强度、规定塑性延伸强度峰值分别为2460 MPa、2061 MPa,对应的回火温度分别为450、468 ℃;在低温回火时,AerMet340钢主要由回火马氏体和ε-碳化物组成,高于468 ℃回火时,基体中弥散分布着细小针状M₂C碳化物,这是该钢获得高强韧性的主要原因之一;随着回火温度的上升,合金碳化物M₂C的主要合金成分Fe、Cr、Mo含量明显升高,使得M₂C的晶格常数发生变化,并逐渐脱离了与基体的共格关系。     

9310钢的奥氏体晶粒长大规律研究

利用金相试验方法和理论模型研究了9310钢在800～1200℃奥氏体晶粒的长大规律。结果表明,不同加热温度条件下,9310钢的奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的变化符合Beck关系式。实验钢的硬度随平均晶粒尺寸的增大而逐渐降低,并呈近似的线性关系。通过数值回归分析,测得了9310钢奥氏体晶粒度长大的时间指数和激活能,并对9310钢奥氏体晶粒的长大机制进行了讨论。