铸态超级双相不锈钢S32750热加工性能

 为研究热变形参数对铸态超级双相不锈钢S32750热变形行为和显微组织的影响,运用Gleeble-3800热模拟试验机对S32750进行不同温度和应变速率下的高温拉伸和压缩试验。结果表明,S32750在1000~1200℃范围内具有较好的热塑性。在变形温度较低、应变速率较低时,流变曲线表现出不同于单相不锈钢的“类屈服平台”特征;当应变速率较高或变形温度较高、应变速率较低时,流变曲线为典型的动态再结晶特征。微观组织演变显示,铁素体和奥氏体两相都发生动态再结晶,且铁素体的再结晶先于奥氏体。降低应变速率,提高变形温度,可促进动态再结晶发生。基于热变形动力学模型建立了本构方程,表观应力指数为3.99,热变形激活能为393.75kJ/mol。S32750的高温软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,随Z参数增加,热变形峰值应力增加。     

00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢在变形温度为1 050～1 250℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为。采用幂函数、指数函数和双曲正弦模型模拟该材料的热变形参数,建立了相应的热变形本构方程。结果表明,在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,流变应力并未出现明显峰值,材料的软化机制仅有动态回复。探究了幂函数、指数函数和双曲线函数3种模型与00Cr26Mo4钢本构关系的相关性。结果表明,双曲正弦函数模型更符合00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢热加工流变应力应变曲线变化规律,并基于双曲正弦函数模型建立了00Cr26Mo4钢的本构方程,计算了热变形激活能238.836 kJ/mol。     

00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢的热变形行

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢在变形温度为1050～1250℃、应变速率为0.01～10 S^-1条件下的热变形行为。采用幂函数、指数函数和双曲正弦模型模拟该材料的热变形参数,建立了相应的热变形本构方程。结果表明,在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,流变应力并未出现明显峰值,材料的软化机制仅有动态回复。探究了幂函数、指数函数和双曲线函数3种模型与00Cr26Mo4钢本构关系的相关性。结果表明,双曲正弦函数模型更符合00Cr26Mo4超级铁素体不锈钢热加工流变应力应变曲线变化规律,并基于双曲正弦函数模型建立了00Cr26Mo4钢的本构方程,计算了热变形激活能238.836 kJ/mol。     

03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢的热变形行为及热加工图

为了探究03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢高温轧制变形机制和组织演变规律,利用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为850～1 150℃,应变速率为0.01～10 s~(-1),变形量为50%条件下对其进行高温压缩研究。流变应力曲线在950～1 150℃的较高变形温度和0.01～0.1 s~(-1)低应变速率条件下呈现出明显动态再结晶特征。变形初期,试验钢的加工硬化率随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,不利于动态再结晶软化。组织分析表明,随变形温度升高至1 050℃和应变速率降低,奥氏体动态再结晶更加充分,晶粒细化程度明显提高,而1 150℃高变形温度使奥氏体再结晶晶粒粗化。在950℃、0.01～1 s~(-1)的变形条件下,铁素体动态回复逐渐加强。热变形激活能Q=549.7 kJ/mol,高于2 205双相不锈钢(451 kJ/mol),表观应力指数n=6.079,表明其变形机制主要以体扩散引起的位错低温攀移为主。热加工图分析表明,失稳区域随应变量增加逐渐增大,结合流变应力曲线和显微组织分析,确定最佳加工区域为950～1 050℃的变形温度和0.01～0.018 s~(-1)的应变速率,且功率耗散因子处于较高(0.36～0.50)水平。此外,基于Z参数建立了试验钢的峰值流变应力本构方程。     

双相不锈钢2205的热加工性能研究

研究了双相不锈钢2205在1 000~1 200℃温度、应变速率0.01~30 s-1下压缩变形的热加工行为。讨论了该条件下的应力应变曲线的特征并根据sinh-Arrhenius方程计算了其形变激活能为519 KJ/mol。通过对试样的金相及TEM观察,讨论了双相不锈钢中的奥氏体相和铁素体相在热变形中的回复、再结晶机制。     

铸态超级双相不锈钢S32750热变形行为及组织演变

通过Gleeble-3800热压缩实验研究了铸态超级双相不锈钢S32750(/%:0. 017C,0.53Si,0.93Mn,0.023P,0.001S,25.58Cr,7.00Ni,4.03Mo,0.28N)在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.1～25/s、真应变为1条件下的热变形行为与组织演变规律。结果表明,超级双相不锈钢S32750热变形行为受变形温度和应变速率的影响明显。在950～1050℃、0.1/s变形时,流变曲线表现出"类屈服平台"特征;当变形温度为1100～1200或应变速率为10/s、25/s时,流变曲线为典型的动态再结晶特征。对其微观组织进行观察发现,铁素体在各变形条件下均发生动态再结晶;奥氏体在950℃和1200℃时基本不受应变速率影响,前者发生动态回复,后者发生动态再结晶。而在1050℃时,受应变速率影响较大:小应变速率下(0.1/s)下发生动态回复,大应变速率下(10/s)发生动态再结晶。     

近β钛合金Ti-55511热塑性变形的流变应力分析与Arrhenius本构方程研究

主要研究Ti-55511钛合金在变形温度为700～850℃、应变速率为0.01～10 s^-1、真应变为0.6条件下的热压缩变形行为。结果表明,Ti-55511钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,峰值应力随变形温度降低和应变速率升高而升高。为消除热压缩过程中的温升效应,提高模型的准确性,本文采用新的温度修正方法,即通过Arrhenius方程推导,并利用数学外推法,对实验流变应力曲线进行温度修正,修正结果表明,变形温度越低、应变速率越高,温升和流变应力增量越大。在温度修正的基础上,建立基于应变补偿的Arrhenius本构方程,用该本构方程预测的流变应力与实测流变应力之间的相关系数(R²)和平均绝对相对误差(average absolute relative error, AARE)分别为0.991和6.65%,表明用本构方程能够精确地预测不同热变形条件下的流变应力。     

粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo钛合金的热变形本构方程

采用元素粉末法制备Ti-1.5Fe-2.25Mo合金,在Thermec-Master Z热模拟机上对该合金进行等温压缩试验。实验温度为650～900℃,变形速率0.01～10 s-1。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,对热模拟真应力-真应变曲线进行计算和分析,建立粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo合金高温本构方程。研究表明,β相区等温压缩时,合金流变应力快速达到峰值然后进入稳态流变变形阶段,应力指数n=4.24,应变激活能Q=378.01 kJ/mol。而在α+β两相区等温压缩时,合金在较低应变速率(≤0.1 s-1)下,曲线经过应力峰后出现不同程度的加工软化现象;在应变速率≥1 s-1条件下,呈现出1种稳态变形,热变形的应力指数n=6.77,应变激活能Q=257.73 kJ/mol。所得结果为粉末冶金钛合金锻造成形提供了一定的理论依据。     

高应变率下00Cr23Ni4N双相不锈钢的热变形行为

 采用Gleeble-3800热力学模拟试验机对00Cr23Ni4N双相不锈钢进行了高温压缩试验,研究了其在900～1150℃、5～50s-1条件下的热变形行为,并利用Sellars双曲正弦模型建立了峰值流变应力与Zener-Hollomon（Z参数）之间的关系。研究结果表明,00Cr23Ni4N双相不锈钢的高温流变应力随变形温度的升高、应变速率的减小显著降低;在变形温度为1100～1150℃,材料均表现出良好的热加工性能;通过回归分析,00Cr23Ni4N双相不锈钢的应力指数为2.6,热变形激活能为263.4kJ/mol,Z参数能较好地描述该钢种的流变行为。     

0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机,在变形温度950 ～1200℃以及变形速率0.01～10 s-1条件下对0.07C-0.85Mn-0.16S-0.05Bi钢进行一系列热压缩实验.结果 表明,实验钢的流变应力曲线呈现明显的动态再结晶特征,并且流变应力随变形温度的提升或者应变速率的下降而降低.根据不同变形条件下的峰值应力,由Arrhenius模型构建了峰值应力下的本构方程,计算实验钢热变形激活能Q并基于动态材料模型绘制真应变为0.1、0.3、0.5、0.7的热加工图.研究分析了实验钢在不同应变下的失稳区域和合理热加工区域,随着应变的增大,失稳区均出现在高速率变形区,且由低温高速率区向高温高速率区转变.最佳热加工参数为变形温度1020～1200℃、变形速率0.01～0.3 s-1.     

Effects of Temperature and Strain Rate on Flow Behavior and Microstructural Evolution of Super Duplex Stainless Steel under Hot Deformation

Hot compression tests were carried out in the temperature range of 1 223-1 473 Kand strain rate range of0.01-30s-1 to investigate the flow behavior and microstructural evolution of super duplex stainless steel 2507(SDSS2507).It is found that most of the flow curves exhibit a characteristic of dynamic recrystallization(DRX)and the flow stress increases with the decrease of temperature and the increase of strain rate.The apparent activation energy Qof SDSS2507 with varying true strain and strain rate is determined.As the strain increases,the value of Qdeclines in different ways with varying strain rate.The microstructural evolution characteristics and the strain partition between the two constituent phases are significantly affected by the Zener-Hollomon parameter(Z).At a lower lnZ,dynamic recovery(DRV)and continuous dynamic recrystallization(CDRX)of the ferrite dominate the softening mechanism during the compression.At this time,steady state deformation takes place at the last stage of deformation.In contrast,a higher lnZ will facilitate the plastic deformation of the austenite and then activate the discontinuous dynamic recrystallization(DDRX)of the austenite,which leads to a continuous decline of the flow stress even at the last deformation stage together with CDRX of the ferrite.     

55SiMnMo贝氏体钢高温流变应力本构方程

 采用Gleeble-3500热模拟试验机对55SiMnMo贝氏体钢进行了热压缩试验,得到了其在变形温度为950~1150℃和应变速率为0.01~10s-1条件下的高温流变应力行为。试验结果表明,峰值应力随变形温度的降低和应变率的提高而增大;当应变速率为0.01和0.1s-1,变形温度t ≥1000℃时,发生动态再结晶。基于试验结果,充分考虑了热变形工艺参数（应变、应变速率和变形温度）对流变应力的影响,建立了一种考虑应变速率补偿的高温流变应力本构方程。通过对该本构方程预测得到的流变应力值和试验值对比,验证了模型的准确性。     

高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为

利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为1 040~1 120℃,应变速率为1~20s-1的条件下进行了高N马氏体不锈轴承钢的热压缩变形试验。结合真应力-真应变曲线和热变形组织研究了变形参数对高N马氏体不锈轴承钢的热变形行为和碳氮化物演变规律的影响。结果表明:在该变形条件下,试验钢的真应力-真应变曲线为动态再结晶型。随着应变量的增大,碳化物的平均尺寸呈减小趋势,但数量有所增多。基于热变形方程计算得到的应变量为0.6时的热变形激活能Q为410.7kJ/mol。构建了包含应变量在内的流变应力方程,同时建立了高N马氏体不锈轴承钢的Zener-Hollomon参数本构方程。     

高应变速率平面压缩00Cr22Ni5Mo3N双相钢的变形抗力和组织变化

采用Gleeble 3800模拟试验机对锻态00Cr22Ni5M03N双相不锈钢进行900～1200℃,应变速率为10 s^-1和50 s^-1的平面应变试验。结果表明,双相钢的峰值变形抗力随变形温度升高急剧降低,并且当应变速率由10 s^-1提高到50 s^-1时双相钢的峰值应力提高40～60 MPa;在1 000～1200℃变形,钢中铁素体组织发生动态回复和再结晶,奥氏体通过位错的聚集、亚晶界形成发生部分软化。     

一种非调质连杆用高碳微合金钢的热变形行为

用Gleeble-3500热力模拟试验机在温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下对一种非调质连杆用高碳微合金钢进行了热压缩变形试验,测得了其流变曲线,并观察了变形后的组织.试验结果表明,流变应力和峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大.试验用钢在真应变为0.8,温度为1 223～1 323 K,应变速率为0.2～10 s-1的条件下,发生完全动态再结晶.测得试验用钢的热变形激活能为289.9 kJ/mol,并得出了其热变形方程,以及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系和动态再结晶状态图.     

双相不锈钢2205铸态组织的热变形研究

研究了工业连铸双相不锈钢2205在不同温度和应变速率下的热变形过程。通过单道次热模拟压缩试验分析了铸态2205流变应力与温度和应变速率的关系,计算出铸态2205的热变形激活能Q=599 kJ/mol,说明铸态2205热加工性能较差。组织分析显示,两相之间变形不协调是相界微裂纹产生的根本原因。     

Hot Deformation Behavior of P92 Steel Used for Ultra-Super-Critical Power Plants

 Hot compression tests of P92 steel at temperatures in the range of 1173 to 1523 K and at strain rates in the range of 0.1 to 10 s-1 were carried out on a Gleeble-3500 thermal-mechanical simulator, and the corresponding flow curves were measured. The results showed that the flow stress and the peak strain increase with decreasing deformation temperature and increasing strain rate. The critical Z value, below which the complete dynamic recrystallization may occur, was determined to have 4.61×1018. The hot deformation activation energy of the steel was about 437 kJ/mol. The hot deformation equation and the microstructure diagram of P92 steel were obtained. For the convenience of the practical application, the empirical equation for the peak stress can be described as σP=17.17ln+902499T-524.1.     

X52管线钢热变形行为的研究

用Gleeble-3500热模拟试验机对X52(L360)管线钢(%:0.08C、0.20Si、0.93Mn、0.024Als、0.02Nb、0.02Ti)在950～1200℃、应变速率0.01～10 s^-1时进行50%热压缩变形试验,得出真应力-应变曲线。通过回归分析,确定X52钢热变形激活能和热变形方程,得出应变速率、温度和Z参数对热形变峰值应力的影响。结果表明,变形温度降低,峰值应力增加并向应变增大方向移动,随变形速率增加,峰值应力增大并且也向应变增大方向移动;X52钢热变形激活能为232 kJ/mol;随Z参数增加,热变形峰值应力增加。