1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢的热变形行为

高氮奥氏体不锈钢高温热塑性差，需要掌握其可控成型参数。以1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢为实验材料，采用Gleeble 3800热模拟实验机进行热压缩实验，探究了其在不同变形温度(850～1 100℃)和应变速率(0.001～10 s^-1)下的热变形行为。基于动态材料模型构建了1Cr22Mn16N的本构方程和热加工图，确定了最佳热加工参数，并结合EBSD分析了材料变形过程中的组织演化行为。研究结果表明，1Cr22Mn16N的热压缩流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低，沿晶界发生的不连续动态再结晶是其主要软化机制。通过计算得到高氮奥氏体不锈钢高温变形表观活化能(Q)为350.9 kJ/mol,并建立了Arrhenius本构关系。热加工图表明，1 050～1 100℃,0.001～0.1 s^-1为其最佳热加工窗口。通过微观组织观察发现，随着变形温度的升高和应变速率的降低，晶粒尺寸逐渐均匀。研究结果可为1Cr22Mn16N不锈钢锻造、轧制等高温热变形工艺的制定提供理论参考。     

7085铝合金热变形行为特征

采用光学金相、热压缩实验和本构方程计算，研究了7085铝合金在不同热变形工艺下的热变形行为。实验结果表明，在热变形温度350～460℃和变形速率0.01～10 s^-1范围中，随着7085铝合金变形温度的提高和速率降低，合金的变形峰值应力随之降低，7085铝合金呈现出正应变速率敏感性；采用Arrhenius本构关系构建了7085铝合金热变形的本构模型，并建立了7085铝合金变形温度和速率范围内的热加工图，确定出7085铝合金热变形加工的合适工艺范围温度为420～460℃，应变速率0.01～0.3 s^-1。在此工艺条件下，合金变形稳定且易于金属流动。     

奥氏体型Fe30Mn9Al0.9C低密度钢的热变形行为研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机对Fe30Mn9Al0.9C钢进行不同变形温度(750～1 150℃)和不同应变速率(0.01～10 s^-1)的热压缩试验，研究热变形行为及组织演变规律。结果表明，试验钢是温度和速率敏感材料，随着变形温度升高和应变速率的降低，变形抗力逐渐降低，动态再结晶更容易发生；变形后获得奥氏体基体分布极少量不连续带状铁素体的组织，铁素体优先承担应变导致在变形初期发生流变应力随应变增加急剧下降的现象；构建本构方程，得到激活能值为399.534 kJ/mol;通过构建热加工图得到良好加工性能的工艺窗口为950～1 050℃、0.01～0.07 s^-1和1 075～1 150℃、1～10 s^-1。     

AG700L动态再结晶热变形本构方程的测算

利用Gleeble-3800热模拟试验机对AG700L试样进行单道次压缩变形试验,记录材料在不同变形温度(900 ℃、950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 150 ℃)、不同的应变速率(0.01 s^-1、0.1 s^-1、1 s^-1、5 s^-1)压缩变形70%时的真应力应变曲线。试验完成后对各工艺下的真应力应变曲线进行整理,同时结合奥氏体晶粒结果进行综合分析,摸清了变形温度、应变速率对汽车大梁钢AG700L的动态再结晶的影响规律,通过数据处理计算得到AG700L钢动态再结晶激活能为354.364 6 kJ/mol,并建立了动态再结晶热变形本构方程。     

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。     

高温高应变率对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢动态力学性能的影响

采用高温分离式霍普金森(High Temperature Split Hopkinson Pressure Bar)动态试验装置,研究了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在温度25～300℃和应变率1 000～3 000 s^-1下的动态力学性能。结果表明,06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在1 000～3 000 s^-1范围内表现出应变率强化效应,在25～300℃范围内表现出温度软化效应。利用扫描电子显微镜(SEM)对应变率为3 000 s^-1的变形试样进行微观组织研究。结果表明,高应变率下,变形带密度大,随着变形温度的增加变形带密度降低。     

熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料热变形行为研究

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对熔铸态和锻态TiBw/TA15复合材料进行高温压缩变形试验,研究不同状态TiBw/TA15复合材料在变形量70%、变形温度900～1150℃、应变速率0.01～10 s^-1条件下的热变形行为,建立热加工图,并分析该复合材料在热变形过程中的组织性能演变规律。结果表明,熔铸态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～1150℃,应变速率2.72～10 s^-1;温度1000～1100℃,应变速率0.01～0.03 s^-1;温度1075～1130℃,应变速率0.01～0.13 s^-1。锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口为温度900～975℃,应变速率0.37～10 s^-1;温度960～1025℃,应变速率0.01～0.37 s^-1;温度1025～1150℃,应变速率0.01～10 s^-1。通过对比发现,锻态TiBw/TA15复合材料的热加工工艺窗口宽,热变形加工性能优于熔铸...     

40%SiCp/Al复合材料热变形行为及热加工图

采用Glebble-1500D热模拟试验机,在350～500℃变形温度、0.01～10.00 s^-1应变速率条件下进行等温压缩变形,研究40%Si Cp/Al复合材料(体积分数)的热加工性能。通过热变形真应力-真应变曲线分析复合材料的热变形规律,建立材料本构方程,利用动态材料模型计算出应变速率敏感指数和功率耗散效率系数,绘制出功率耗散图、失稳图及二维加工图。结果表明,应变速率和变形温度显著影响流变应力,应变速率一定时,变形温度升高,流变应力减小;在相同的变形温度下,随应变速率的增加,流变应力也随之升高。根据加工图可知,在高温高应变速率条件下,材料的功率耗散效率系数大,说明该变形区域发生了组织转变;应变对失稳区域和加工区域影响不大,功率耗散效率系数随应变的增加而增大。40%Si Cp/Al复合材料建议热加工条件为变形温度436～491℃,应变速率0.04～9.97 s^-1。     

新型热作模具钢5CrNiMoVNb的热变形行为研究

为了研究热作模具钢5CrNiMoVNb的热变形行为，利用Gleeble3800热模拟试验机进行单道次热压缩实验，获得了应变速率为0.001～0.1 s^-1和变形温度1 030～1 230℃条件下的高温流变应力曲线。应用双曲正弦函数构建了与应变有关的材料本构模型并验证，并基于动态材料模型构建了三维功率耗散图和三维失稳图，将二者叠加得到典型应变下的热加工图。结果表明，所有变形条件下的高温流变应力曲线均呈现典型动态再结晶特征，并且由于奥氏体基体析出强化相含量、动态再结晶体积分数的影响，流变应力随变形温度的降低或应变速率的增大而增大。基于5CrNiMoVNb钢的本构模型计算的流变应力值与实验值的相关性系数为0.992 7,较高的相关性系数表明建立的高温流变应力模型能够比较准确地预测合金的流变应力。此外，根据不同条件下的三维功率耗散图和三维失稳图可知，随着应变的增大，功率耗散峰值区向中温、高应变速率区域扩散，热变形失稳仅容易出现在低应变、低变形温度和高应变速率区域。真应变为0.8时，最佳的加工工艺参数范围为：变形温度为1 080～1 200℃,应变速率为0.01～0.1 s...     

微合金化8630钢高温热压缩变形行为研究

在AISI8630钢基础上制备了一种微合金化8630钢。在变形温度为850～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1、压缩量为60%条件下，使用Gleeble-3500热模拟试验机进行单向热压缩试验。分析微合金化8630钢在不同条件下的应力应变曲线及组织变化，确立试验钢的热变形本构方程，并基于动态材料模型(DMM)模型建立热加工图。结果表明：在试验过程中，当材料变形程度一定时，流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小。通过修正拟合，材料热激活能为409.036 kJ/mol,预测理想变形条件温度为1 125～1 200℃,应变速率为0.01～0.1 s^-1。     

03Cr18NiMoN节镍双相不锈钢的热变形行为及热加工图

关键词：双相不锈钢; 流变曲线; 本构方程; 热加工图     

Custom 450高强度不锈钢的动态再结晶行为

摘要：为了探究Custom 450钢的动态再结晶行为,采用Gleeble 3800热模拟试验机,在变形温度为1050~1200℃和应变速率为0.01~10s-1的变形条件下开展了单道次等温压缩试验。研究结果显示,在变形温度为1050~1200℃和应变速率为1.0~10s-1的变形范围内,钢虽发生了完全的动态再结晶,但应力应变曲线未表现出明显的应力峰值;钢的动态再结晶的晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的降低逐渐增大,当应变速率为001s-1时,动态再结晶晶粒发生长大。采用双曲正弦函数构建了Cutom 450钢的热变形方程,并建立了钢的动态再结晶动力学、临界应变、峰值应变及动态再结晶晶粒尺寸与Zener Holloman参数的定量关系。     

317L-Cu奥氏体抗菌不锈钢的热变形方程及其热加工图

 采用Gleeble 3800热模拟试验机研究了317L-Cu奥氏体抗菌不锈钢在950~1150℃,0.01~10s-1条件下的热变形行为,确定了在该区域的热变形方程。依据动态材料模型建立了317L-Cu奥氏体抗菌不锈钢在不同应变量下的热加工图。结果表明,317L-Cu奥氏体抗菌不锈钢的热变形激活能为483kJ/mol,不同真应变下热加工图的差异主要体现在失稳区的位置变化,失稳主要以局部流变形式存在。真应变为0.4时,在960~1030℃范围内,应变速率为0.01~0.045s-1的较低温低应变区域,能量耗散效率η值最大为0.46,容易发生动态再结晶,是较优的热加工工艺窗口。     

1Cr17Ni1双相不锈钢的热变形行为及其热加工图

 运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了1Cr17Ni1马氏体-铁素体双相不锈钢在变形温度为950～1 150 ℃、应变速率为0.1～10 s－1条件下的热压缩变形行为。运用双曲正弦函数构建了本构方程,得到了表观激活能为391.586 kJ/mol,并基于动态材料模型绘制了1Cr17Ni1钢不同应变量下的热加工图。观察变形后的组织形貌得到较低温度下发生动态回复与动态再结晶,较高温度只发生动态回复,综合热加工图与变形后组织得到最佳热变形工艺：热加工温度范围为950～1 000 ℃、热加工变形速率范围为0.1～0.3和5～10 s－1。     

Custom 450钢热加工图及显微组织分析

 为了探究Custom 450高强度不锈钢最佳的热变形区间以指导实际生产过程的工艺参数设计,利用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为900~1 200 ℃、应变速率为0.01～10 s-1的条件下开展了热压缩试验,探讨了Prasad和Murty两种失稳判据在Custom 450钢中的适应性,确定了最佳的热变形区间和塑性失稳机制。研究结果表明,该钢在应变速率为0.2~10 s-1、变形温度为900~1 080 ℃的条件下变形时产生了大量的局部变形带和“项链状”组织,是导致塑性失稳发生的主要原因,显微组织观察结果与Murty准则预测的塑性失稳区更为接近。基于Murty准则建立了Custom 450钢的热加工图,并确定了其最佳的热加工工艺区间分别为1 050~1 200 ℃、0.1~1 s-1和1 100~1 200 ℃、1~10 s-1。     

RAFM钢应变补偿本构关系及热加工图

低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢具有较低的辐照肿胀率和优异的力学性能,被认为是聚变堆首选的结构材料。然而,低活化钢强度高、冷塑性变形抗力大的特点,使其难以通过冷加工或低温加工实现大规模生产。使用MMS-200型热模拟试验机,在变形温度为950～1 200℃、应变速率为0.1～5 s^-1和最大变形量为50%条件下,进行了低活化铁素体/马氏体钢(0.11C-9.4Cr-1.35W-0.22V-0.05Si-0.11Ta-0.50Mn)单道次热压缩试验,研究其热变形行为。基于动态材料模型构建了不同应变量下的低活化钢变形本构方程和热加工图,确定了最优热加工参数,结合金相结果分析了材料变形过程中微观组织演化规律,为低活化钢的热加工成形工艺及组织优化提供理论参考。结果表明,在相同应变速率下,随着变形温度升高,流变应力逐渐降低,在一定变形温度下,流变应力随应变速率增大而增大;温度和应变速率对组织的影响主要取决于变形过程中材料内部发生的动态回复和再结晶等机制的交互作用。使用六阶多项式拟合进行应变补偿建立的低活化钢变形本构方程具有较高的预测精度,平方相关系数为0.972。显微组织...     

不锈钢热压变形组织不均匀性的有限元分析与试验

 采用有限元方法对AISI 304钢经1100℃,0.1,1,10s-1的热压变形过程进行了数值模拟,分析了变形试样上等效应变的分布情况,确定了实际变形条件与试验设定条件之间的关系及合理的组织观察位置,研究了不均匀变形对奥氏体显微组织变化的影响。结果表明：不锈钢热压试样变形与组织不均匀性十分明显,心部的等效应变比实际设定值大40％左右,而端面值小于设定值的1/6,且应变速率对等效应变的分布情况影响不大;1100℃,1s-1,设定真应变为1（工程应变为63.2%）的试验条件下,变形试样心部组织发生完全动态再结晶,变形轴线端面位置组织与未变形组织形貌相似,且试样截面上硬度分布不均匀,沿变形轴线方向,硬度从端面到心部逐渐增大,端面硬度最小值为238HV,心部硬度最大值为251HV。     

Hot Deformation Behaviors of S31042 Austenitic Heat-Resistant Steel

 The hot deformation behavior of S31042 austenitic heat-resistant steel was investigated over the temperature range of 900-1200 ℃ and strain rate range of 001-10 s-1 using hot compression tests and the corresponding flow curves were obtained. The hot deformation activation energy of the test steel is 625 kJ/mol. The hot deformation equation and the relationship between the peak stresses, deformation temperature and strain rate were set up. The Zener-Hollomon parameter under various conditions was determined. The relation between the Zener-Hollomon parameter and the microstructure evolution of test steel was discussed. With the decrease of Zener-Hollomon parameter, the microstructure of test steel transforms from deformation instability to dynamic recovery, partial dynamic recrystallization, full dynamic recrystallization with equiaxial structure, and finally to full dynamic recrystallization with mixed crystal structure. The deformation condition can be adjusted easily by utilizing the Zener-Hollomon parameter to obtain equiaxial microstructure.     

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。