Nb-V微合金化低钼型Q345耐火钢的开发

 为了推动耐火钢的市场应用,采用低碳、低钼(约0.2%)及铌、钒、钛的复合微合金化成分设计,成功开发出低成本Q345耐火钢。采用Formastor-Digital全自动相变测试仪测定了试验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了变形后不同冷却工艺对试验钢组织及硬度的影响,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等手段对热轧及600 ℃高温拉伸试样基体组织及纳米第二相进行了详细表征,定量分析了试验钢室温及高温下的强度机制。结果表明,轧后760~780 ℃开始层流冷却、终冷温度为400~600 ℃,试验钢获得铁素体+贝氏体组织。经600 ℃高温拉伸后,试验钢中MC相的质量分数及处于18 nm以下的粒子质量百分比相对于热轧态试样分别提高了16.4%、9.8%,这些新析出的纳米级粒子在高温下起到了良好的沉淀强化作用,一定程度弥补了高温下因剪切模量下降和细晶强化失效导致的高温屈服强度的损失;固溶、沉淀强化为Q345耐火钢主要的高温强化方式。     

奥氏体化温度对51CrV4钢组织及疲劳性能的影响北大核心CSCD

利用拉-拉疲劳试验方法对比研究了51CrV4钢不同奥氏体化温度下试样的疲劳性能,并采用扫描电镜(SEM)对其微观组织变化和疲劳断口进行了分析。结果表明,当奥氏体化温度由850℃升高至900℃后,疲劳强度由840 MPa增加到883 MPa,疲劳断口表面二次裂纹数量增多,且主裂纹扩展路径更曲折,裂纹扩展速率降低。且随着奥氏体化温度的升高,组织中合金渗碳体得到细化,部分碳和合金元素从大尺寸合金渗碳体中回溶到基体中,增加了固溶强化,强度和硬度分别增加约32 MPa和20HV。通过分析发现,合金渗碳体细化及碳和合金元素的回溶是疲劳性能改善的主要因素。     

大锻件用25Cr2Ni4MoV钢镦粗与拔长工艺分析

以25Cr2Ni4MoV钢大锻件的镦粗与拔长过程为研究对象,采用圆柱体单轴压缩试验得到了材料的真实应力-真实应变曲线,构建了材料的高温流变应力模型和加工图,并基于弹塑性有限元法建立了用于镦粗与拔长过程分析的有限元模型。通过对镦粗和拔长过程的数值仿真分析,获取了不同工艺条件下锻件内部典型节点的温度、应变和应变速率的工艺参数变化,确定了典型节点在加工图中的工艺参数位置,分析了镦粗和拔长过程的工艺稳定性,确定了合理的开坯锻造工艺。结果表明,镦粗过程采用1200℃的初始温度、50 mm·s^-1的压下速率,拔长过程采用方案2(3道次拔长+摔圆)有利于改善工件变形后的温度和变形均匀性,获得更大的耗散值,进而改善锻件组织,使材料表现出较好的塑性加工能力。     

终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织演变和硬度的影响

采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、EBSD、TEM及Vickers硬度计等研究终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢的组织转变、析出相和硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,不同终轧温度的Ti-V-Mo钢其组织均为多边形铁素体;随着终轧温度由1000℃降低到800℃,Ti-V-Mo钢的硬度由400HV提高到427HV;铁素体晶粒的平均尺寸由3.44μm减小到3.05μm;(Ti, V, Mo)C粒子的析出数量增加,其平均尺寸由8.38 nm减小到6.25 nm。随着终轧温度的降低,铁素体平均晶粒尺寸的减小和纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的增多及细化是硬度增大的主要因素。在980℃以下,降低终轧温度(Ti, V, Mo)C在奥氏体中的形核率不断减小,使得其在铁素体中析出的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子不断增多,促进了硬度的提高。     

GH4169合金圆钢热连轧热力耦合分析

 以宝钢集团特殊钢分公司高合金钢连轧生产线为背景,利用有限元分析软件ANSYS10.0/LS DYNA,采用3D弹塑性有限元进行了GH4169合金8道次圆钢热连轧的热力耦合分析。对热连轧过程轧件中间断面特征点的温度、等效应变、等效应变速率进行模拟分析,表面模拟温度与实测温度取得较好吻合。     

圆柱体单轴压缩锤头进给与应变测试方法

以8mm×12mm圆柱体试样为分析对象,基于有限元软件DEFORM,采用三维弹塑性有限元法,对试样压缩过程进行数值模拟,分析了不同的应变测试方法(径向与高向)以及不同的锤头进给压缩方法(单向与双向)对测试应力-应变曲线真实性的影响。结果表明:两组试验方法所获得的应力-应变曲线都与真实应力-应变曲线存在一定的偏差,但单锤头进给压缩和径向应变测试法获得的应力-应变曲线能够更好地反映材料真实应力-应变曲线的变化规律。     

一种高锰奥氏体无磁钢变形抗力模型的建立与验证

利用圆柱体单轴压缩实验获得高锰奥氏体无磁钢在变形温度为900~1 100℃、应变速率为0.1~30.0 s-1条件下的真应力-真应变曲线。分析变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响,建立高锰奥氏体无磁钢的变形抗力模型,并与实验变形抗力进行对比分析,表明该模型具有良好的拟合精度。将变形抗力模型嵌入基于刚塑性有限元法的数值仿真模型,并对实际轧制过程进行模拟,结果表明,轧制力计算值与实测值的偏差控制在7%以内。     

有限元法数值仿真技术在材料成形多媒体教学中的应用

金属材料塑性成形课是工科院校材料成形专业面向本科生开设的基础课程之一,在该课程的多媒体教学中灵活应用基于有限元法的数值仿真技术,以动画形式生动展示金属材料的塑性成形过程,并调用与成形过程相关的数值分析数据,有利于加深学生对金属塑性成形基本理论和概念的理解与掌握,激发学生浓厚的学习兴趣,提高学生综合分析的能力。教学实践表明,基于有限元法的数值仿真技术是多媒体教学环境下实现金属材料成形过程动态演示与数值分析的强有力工具。     

热轧螺纹钢筋连铸坯加热过程中奥氏体晶粒预测模型

利用有限元分析方法分析加热过程中螺纹钢连铸坯的温度分布随时间变化的规律。根据各节点温度与时间的关系,计算连铸坯各节点的加热速度,分析加热速度对奥氏体转变温度的影响规律。结果表明奥氏体化的温度与加热速度近似成线性关系。通过不同温度的中断淬火实验,研究奥氏体晶粒长大的动力学规律。结果表明,不同温度奥氏体晶粒长大激活能具有明显的差异。基于奥氏体晶粒长大和第二相粒子溶解之间的交互作用对不同温度奥氏体晶粒长大的动力学规律进行分析。     

始轧温度对17Cr铁素体不锈钢组织和力学性能的影响

将含0.011%C和17.45%Cr(质量分数)的17Cr铁素体不锈钢铸坯在1050℃轧至14.5 mm厚,然后分别再加热至800℃和900℃轧至5 mm厚钢板。检测了不同温度始轧的钢板的显微组织、晶粒取向和力学性能。结果表明:与在900℃始轧的17Cr钢热轧板相比,在800℃始轧的钢板纤维状晶粒更细小、组织更均匀,部分晶粒中出现剪切带,α织构较少,γ织构增多,屈服强度和抗拉强度更高。