基于元胞自动机法的7055铝合金动态再结晶变形参数优化（英文）

为了研究7055铝合金在热压缩过程中的组织演变规律,基于元胞自动机法(CA)建立7055铝合金动态再结晶(DRX)模型。为了获得模型的材料参数,进行单道次热压缩实验,通过最小二乘法拟合获得7055铝合金的位错密度模型、形核率模型和再结晶晶粒长大模型。研究应变、应变速率、变形温度和初始晶粒尺寸对热压缩过程中显微组织演变的影响。结果表明:在热压缩过程中,动态再结晶使材料晶粒明显细化。大应变、高温和低应变速率有利于晶粒细化;动态再结晶晶粒的稳态晶粒尺寸与初始晶粒大小无关,而取决于温度和应变速率的变化;分析热压缩过程动态再结晶动力学规律。由CA仿真流变应力值和仿真组织图与实验结果的对比可知,所建立的基于CA法的动态再结晶模型能有效地预测7055铝合金在热变形过程中的动态再结晶组织演变规律。     

F35MnVN非调质钢静态再结晶模型的研究

在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行双道次压缩实验,获得不同变形条件下的应力应变曲线,根据Avrami方程建立静态再结晶动力学模型,计算出静态再结晶激活能为178.2 kJ·mol-1.在Gleeble-3800热模拟实验机上对F35MnVN非调质钢进行单道次压缩实验(与双道次条件相同),对试样进行金相实验,并建立静态再结晶晶粒尺寸模型.研究结果表明,实验结果与模型预测结果吻合较好,此模型可适用于F35MnVN非调质钢热变形过程中的数值模拟以获得较好的热加工工艺参数.     

高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶行为研究

利用双道次热压缩实验,在Gleeble-3500型热模拟机上研究了金属材料高铁螺纹道钉钢TD16的静态再结晶行为,分析了不同变形温度、应变、应变速率和初始晶粒尺寸对高铁螺纹道钉钢TD16的静态再结晶体积分数的影响。借助金相显微镜,对单道次热压缩后的试样进行微观组织分析,获得静态再结晶晶粒尺寸。基于实验数据进行线性回归分析确定材料的相关参数,从而建立了高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶的动力学模型和晶粒尺寸模型。通过不同热变形工艺参数下高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶动力学模型预测值与实验值的对比可知,实验数据与预测数据吻合良好,从而较好的验证了高铁螺纹道钉钢TD16动力学模型的正确性。     

微合金钢热变形组织与性能演变的CA模拟

建立了预测微合金钢热变形奥氏体动态再结晶组织与性能演变的元胞自动机模型.采用基于位错密度的动态再结晶理论,主要考虑动态再结晶的形核、晶粒长大,实现对动态再结晶过程晶粒形态、体积分数及晶粒尺寸的定量化表征及其演变过程的可视化描述,获得了位错密度及流变应力等参数.模拟得到的动态再结晶组织形貌及基于位错密度变化计算出的流变应力与实验结果吻合较好.     

X70HD管线钢的亚动态再结晶行为研究

为研究X70HD抗大变形管线钢的亚动态再结晶行为,利用Gleeble-3500热-力模拟试验机进行了X70HD管线钢不同道次间隔保温时间、变形速率和变形温度条件下的双道次热压缩实验。实验结果表明:道次间隔保温时间越长,材料软化程度越大。随着变形速率增大、变形温度提高,亚动态再结晶体积分数升高。基于实验结果建立了X70HD管线钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过与实验数据进行对比验证了模型具有较高的精确度。获得的亚动态再结晶动力学模型为进一步对X70HD管线钢实际轧制生产中组织的变化进行模拟、预测和控制、优化轧制工艺以及提高产品性能提供了理论基础和数据参考。     

GCr15钢双道次热变形过程的元胞自动机模拟

建立了一类双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。模型综合考虑了热变形过程涉及的动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个的物理现象。利用模型对GCr15钢的双道次热压缩过程进行了模拟,讨论了变形温度、应变速率、初始晶粒尺寸、第一道次变形量以及道次间隔时间对微观组织演变、流变应力行为和再结晶动力学的影响。将模拟结果和已获得的实验结果进行比较,吻合较好。     

AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸预测模型

采用热模拟实验方法获得了AZ31镁合金热变形真实应力-真实应变曲线，分析了变形工艺参数对AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸的影响规律。随着塑性变形应变速率的增大，动态再结晶晶粒尺寸减小。随着塑性变形温度的升高，晶粒尺寸增大。基于Yada模型，建立了AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸与变形工艺参数关系模型，以及动态再结晶临界应变与变形温度关系模型。晶粒尺寸预测模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.5%。临界应变模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.1%。建立的动态再结晶晶粒尺寸预测模型和临界应变预测模型的适用条件为变形温度250～400℃,应变速率0.01～1.0 s^-1。     

A100超高强度钢的动态再结晶行为及组织演变研究

借助Gleeble-3500热模拟试验机研究了A100超高强度钢在变形温度为850~1200℃、应变速率为0.001~10 s~(-1)和变形程度为60%条件下的热变形行为。基于实验数据计算了动态再结晶激活能,通过引入无量纲Z参数表征了动态再结晶的临界应变/应力、峰值应变/应力和稳态应变/应力模型,并绘制了动态再结晶状态图,同时对该钢的组织演变进行了分析。结果表明:该钢的动态再结晶激活能为380.177 k J·mol~(-1);随着变形温度的升高或应变速率的下降,Z参数逐渐减小,更容易发生动态再结晶行为,但其晶粒尺寸随之增大,其中在950~1050℃、0.01~0.1 s~(-1)和1050~1150℃、1~10 s~(-1)范围内进行热加工可获得细小、均匀的晶粒组织。根据实验结果建立了动态再结晶晶粒尺寸预测模型,其预测值与实验值具有较高的吻合度。     

基于位错密度变化的动态再结晶动力学确定方法

文中将动态再结晶动力学方程看作是塑性应变的函数,给出了动态再结晶体积分数与平均位错密度之间的数学表达式,利用动态再结晶体积分数的增量形式,计算再结晶区域晶粒的位错密度,利用Gleeble热压缩实验得到的流变应力曲线,计算平均位错密度。得到一种有别于定量金相法的,快速估算金属材料动态再结晶动力学的方法,运用该方法于普碳钢热压缩实验中,在不同的变形条件下成功获得了其动态再结晶动力学方程,并将结果和先前有关学者所做的研究结果进行比较得出,本文方法用于模拟金属热变形过程中的微观组织演变,其在实验和计算上,可以花更少的时间,却能够获得准确的动态再结晶动力学模型。     

F45V非调质钢动态再结晶模型及数值模拟

采用Gleeble-1500热模拟实验机对F45V非调质钢进行热模拟实验,实验中变形温度控制在950～1200℃、应变速率在0.01～10s-1、应变量为0.8。通过数据采集获得真应力应变曲线,建立了动态再结晶分数模型、晶粒尺寸模型。应用Deform-3D有限元软件模拟F45V非调质钢热变形过程与动态再结晶行为,研究工艺参数与锻件变形程度对动态再结晶的影响。研究结果表明:大变形区域先发生动态再结晶,并且再结晶分数高于其他变形区域;提高变形温度、降低应变速率有利于动态再结晶的生成;模拟结果与实验结果吻合较好。