Mn-Cr齿轮钢动态再结晶行为及组织演变

采用Gleeble 1500热模拟试验机研究了一Mn-Cr齿轮钢在变形速率为0.1～1 s-1、变形温度为900～1150℃、原始奥氏体晶粒尺寸为70～150 μm条件下的动态再结晶行为及再结晶奥氏体晶粒尺寸的变化规律.实验结果表明,Mn-Cr齿轮钢在温度较高,应变速率较低及原始奥氏体晶粒较细的情况下变形时,表现出典型的动态再结晶行为.再结晶发生的条件为Zener-Hollomon参数小于某一临界值(Zc).再结晶晶粒按晶界突出机制形核.通过回归分析,确定该齿轮钢的再结晶激活能为378.6 kJ/mol,应力指数为5.8.Z参数控制形变储存能,因而唯一地决定动态再结晶晶粒尺寸Ds,二者符合关系式Ds=1.3×105Z-0.25.     

Cr8钢的动态再结晶行为及组织转变

利用Gleeble-3500热/力模拟试验机对Cr8支承辊用钢在应变速率0.01～1s-1、变形温度950～1 200℃条件下进行了热压缩变形试验,研究了其热变形力学行为和再结晶规律,并对该钢热变形后的显微组织及物相变化进行了分析。结果表明:在应变速率较低为0.01s-1,当变形温度低于1 050℃时,Cr8钢热变形后的组织主要为动态回复型,当变形温度高于1 100℃时,热变形后的组织为动态再结晶型,且随着变形温度的升高,动态再结晶晶粒逐渐长大;当应变速率增加到0.1s-1时,热变形后的组织在温度低于1 050℃时为动态回复型,在温度高于1 100℃时为动态再结晶型;当应变速率增加到1s-1时,变形温度高于1 050℃时,热变形后的组织即发生了明显的再结晶,奥氏体晶粒大部分已长成为等轴的再结晶晶粒;Cr8钢热变形后的物相主要为α-Fe和γ-Fe,显微组织主要为马氏体和残余奥氏体。     

石油化工压力容器用钢的选择探究

石油化工行业所使用的压力容器用钢不但应具备良好的机械性能和冶金质量，还应具备良好的焊接性能和冷热加工性能。在满足压力容器用钢的设计标准要求的同时，还要综合成本上的合理性价比。本文将首先阐述石油化工行业中压力容器用钢选择时的几点整体性上的注意事项，再详细从型号、标准、材料等各个具体情况下来探究如何选择合适的压力容器用钢。     

Aermet100钢高温变形动态再结晶晶粒演变行为

目的研究高温变形对合金动态再结晶晶粒尺寸的影响。方法利用Gleeble 3500热模拟试验机对Aermet100超高强度钢进行了热模拟压缩,分析了动态再结晶晶粒在变形温度为800~1040℃、应变速率为0.01~10 s-1条件下的演变行为。结果研究发现,Aermet100钢动态再结晶晶粒随变形温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小,高温、低应变速率变形后获得的动态再结晶晶粒尺寸较大,再结晶充分;低温、高应变速率获得的动态再结晶晶粒尺寸细小,但再结晶不完全。结论根据实验数据,建立了动态再结晶晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数变化的理论模型,为Aermet100钢锻造工艺优化提供了理论依据。     

反应堆压力容器用SA508Gr.4N钢的热变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为1050~1250℃、应变速率为0.001~0.1s-1、真应变量0.16的条件下,研究和分析SA508Gr.4N钢高温塑性变形及动态再结晶行为。结果表明:SA508Gr.4N钢的高温真应力-应变曲线主要以动态再结晶为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,属于温度和应变速率敏感材料;在真应力-应变曲线的基础上,建立材料热变形本构方程,较好地表征了材料高温流变特征,其热激活能为383.862kJ/mol;其硬化率-应力(θ-σ)曲线均呈现拐点且-dθ/dσ-σ曲线出现极小值;临界应变随应变速率的增大与变形温度的降低而增加,且临界应变(εc)与峰值应变(εp)之间具有一定相关性,即εc/εp=0.517;临界应变与Z参数之间的函数关系为εc=8.57×10-4 Z0.148。     

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的变形激活能Q。     

基于加工硬化率的新型轻质钢动态再结晶临界条件及变形机制研究

采用Gleeble3500热模拟实验机,在850～1 050℃温度范围内和0.01～5 s^-1应变速率范围内,对试验钢进行了等温压缩变形处理,得到试验钢的应力-应变曲线。通过数据处理进一步得到试验钢加工硬化率-应变关系曲线、动态再结晶临界应力和临界应变,并借助OM、TEM及EBSD表征技术,分析了试验钢的组织演化规律和变形机制。结果表明：在相对低温和低应变速率下,随着应变量的增加,由于加工硬化再次占据主导地位,试验钢出现了明显的流动应力“二次增大”现象;随着热变形温度的降低和应变速率的增大,试验钢的峰值应力和临界应力、峰值应变和临界应变都呈现出增大趋势,并得出其相互之间新的关系模型;在变形条件下,试验钢再结晶晶粒尺寸随着温度的升高和应变速率的降低而增大,层错能(SFE)值随着变形温度的升高而增大,范围为181.1～237.4 mJ/m²,试验钢热变形后组织中有孪晶存在,说明SFE并非是影响高锰奥氏体钢变形机制的唯一因素,试验钢的主要变形机制为位错滑移。     

42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为

目的 通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程,研究在压缩量为60%、变形温度为950~ 1 100 ℃和应变速率为0.01~10 s⁻¹条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。方法 将热压缩试样沿轴线对半分开,以试样中心和边部位置作为金相观察区,分析42CrMoA钢的热变形行为,将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中,模拟过程的变形参数与实验过程的相同,通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪,实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。结果 在压缩过程中42CrMoA钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。随着温度的升高,试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升,且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。模拟结果显示,当温度由1 000 ℃升高至1 100 ℃时,试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%,在相同条件下,通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。结论 基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程,实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%,验证了动态再结晶模型的准确性。     

TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TC11钛合金在1030~1090℃和应变速率0 001~0 1s-1范围内的流变行为和组织演变.分析了该合金在实验参数范围内变形的应力-应变曲线特征.热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4 05,172 3kJ·mol-1,表明该组织的合金在β区热变形主要是位错的滑移和攀移过程.组织观察和电子背散射衍射(Electron Back Scattered Diffraction, EBSD)测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行.该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态.通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程.经验证,与实验数据吻合较好.     

16Mn钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化的研究

本文研究了16Mn 钢奥氏体动态再结晶、晶粒大小、晶粒细化率及γ→α相变后铁素体晶粒大小与工艺参数:变形量ε,变形温度之间的关系。通过大量数据的回归处理,得到奥氏体晶粒细化率在一定温度条件下,与变形量ε之间满足指数函数关系:动态再结晶完成后,奥氏体晶粒平均直径与形变速率温度修正系数 z 之间符合线性关系:γ→α相变后铁素体晶粒大小在一定温度条件下与变形量之间也存在指数函数关系:     

铝合金的动态再结晶

本文展现了当前铝及铝合金动态再结晶研究的一些进展。分析了铝合金动态再结晶的特点和材料状态,形变条件对动态再结晶的影响。指出了铝合金动态再结晶研究在理论,实际生产中的意义和铝合金动态再结晶研究的方向。     

新型奥氏体耐热钢CHDG-A的动态再结晶行为及其动力学模型

进行新型奥氏体耐热钢(CHDG-A)的热压缩实验,研究了在900~1100℃、应变速率为0.01-10 s^-1条件下这种钢的热变形特征。结果表明:随着变形温度的提高或应变速率的降低这种钢的流变应力显著降低。基于Arrhenius模型构建了这种材料的本构方程,得到CHDG-A热变形激活能Q为515.618 kJ/mol。微观组织分析结果表明,动态再结晶(DRX)是该材料在实验热变形条件下最主要的软化方式,DRX形核主要通过晶界弓出,变形温度的升高和应变速率降低均有利于再结晶形核。基于真应力-应变曲线求得动态再结晶用Z参数表示的峰值和临界值(σ_p、ε_p、σ_c和ε_c),并确定了ε_c/ε_p,σ_c/σ_p的比值分别为0.52和0.98。同时,还基于Avrami方程建立了CHDG-A的DRX动力学模型。     

30CrMnSi钢的热变形行为与晶粒演化特征

对于初始粗晶的高强钢30CrMnSi进行了圆柱体热压缩实验研究,获得了该种材料在不同温度不同应变速率条件下的真应力一应变曲线以及动态再结晶和晶粒细化的规律。应用峰值应力的实验结果计算出了该材料热变形过程的激活能以及每个实验条件的Z参数,得到了高强钢30CrMnSi的热变形过程以及动态再结晶过程的主要特征变量作为Z参数的函数表达式。发现在z参数=1．0E＋12／s～1．OE＋13／s、工程应变一60％的条件下动态再结晶会产生较好的晶粒细化效果。     

23CrNi3Mo钢动态再结晶行为和组织演变研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行单道次热压缩变形,通过控制变形温度(900,950,1 000,1 050℃)和应变速率(0.01,0.1和1 s-1)研究了23CrNi3Mo钢的动态再结晶行为,分析了变形温度、应变速率对动态再结晶行为和组织演变的影响.结果表明:23CrNi3Mo钢动态再结晶的再结晶激活能为293.23 kJ/mol;采用θ-σ模型较精确地获得了发生动态再结晶的临界应变与峰值应变,并确定了其平均比值εc/εp=0.63;确定了材料常数和热变形本构方程.通过对热模拟实验数据的分析和显微组织观察,建立了不同变形条件下动态再结晶模型和晶粒尺寸模型.     

亚动态再结晶的软化及临界晶核尺寸

根据形核热力学理论,分析了亚动态再结晶形核的热力学过程,导出亚动态再结晶的临界形核尺寸和形核功均小于动态再结晶的临界形核尺寸和形核功的结论。在变形温度1100℃和变形速率5×10~(-2)s~(-1)条件下对 Cr25Ti 铁素体钢进行双道次热模拟试验,试验验证了上述结论。由于动态再结晶组织中尺寸为 n~*′≤n相似文献   

TB17钛合金β相区动态再结晶行为及转变机理EI北大核心CSCD

通过Gleeble-3800热压缩模拟试验机对TB17钛合金β相区进行热压缩实验,研究该合金β相区的动态再结晶行为及转变机理。结果表明:TB17钛合金在β相区变形时会发生动态回复(DRV)与动态再结晶(DRX)。不同应变速率下存在两种动态再结晶形核位置,低应变速率下主要在晶粒内部形核,高应变速率下主要在晶界附近形核。通过EBSD和TEM分析可知,在低应变速率下发生连续动态再结晶(CDRX),其发生的主要形式为亚晶合并转动。高应变速率下发生不连续动态再结晶(DDRX),发生的主要形式为晶界剪切伴随着亚晶转动。尽管两种动态再结晶的转变方式不同,其本质都是通过位错的增殖、滑移和胞状结构演化形成新的动态再结晶晶粒。     

TC11钛合金β相区热变形动态再结晶过程的研究EI北大核心

通过热压缩实验研究了锻态等轴组织的TCll钛合金在1030～1090℃和应变速率0．001～0．1s^-1范围内的流变行为和组织演变。分析了该合金在实验参数范围内变形的应力一应变曲线特征。热变形过程动力学分析获得了应力指数和激活能分别为4．05,172．3kJ·mol^-1,表明该组织的合金在口区热变形主要是位错的滑移和攀移过程。组织观察和电子背散射衍射（Electron Back Scattered Diffraction,EBSD）测试表明,热变形过程中组织演变以不连续动态再结晶过程进行。该过程中,稳态变形再结晶晶粒尺寸是变形温度和应变速率的函数,而稳态变形组织处于部分动态再结晶状态。通过分析该合金特殊的动态再结晶动力学过程,建立了由原始晶粒尺寸修正的Avrami动态再结晶动力学方程。经验证,与实验数据吻合较好。     

低碳Q690qENH高强桥梁钢的动态再结晶行为

对低碳Q690qENH高强桥梁钢进行压缩实验,研究了动态再结晶行为。结果表明,在低碳Q690qENH高强桥梁钢的轧制热变形过程中,其软化以动态回复为主,只在0.1 s^-1和0.2 s^-1低应变速率下才发生明显的动态再结晶.通过计算将应力因子α修正为0.0099 MPa^-1,得到了实验钢的动态再结晶激活能,建立了动态再结晶动力学模型。采用P-M-K法确定了εc/εp约为0.72,且峰值应变与Z/A满足幂函数关系,建立了动态再结晶临界应变模型,其计算值与热变形中的显微组织演变规律一致。研究了温度对动态再结晶过程中界面迁移速率的影响规律。     

铸态AZ31镁合金热压缩过程中的再结晶行为

利用Gleeble-1500在温度200～500℃和应变速率0.001～1s-1范围内对铸态AZ31镁合金进行热压缩实验,并对动态再结晶行为进行研究。基于温度-应变速率的变化规律(Zener-Hollomon参数,Z参数),分析了形变温度和应变速率对铸态AZ31镁合金组织结构的影响规律。结果表明:动态再结晶发生后,再结晶晶粒尺寸随着形变温度的降低而减小。随着Z值的增加,动态再结晶作用增强,形变组织细化。为了便于工程应用的参考,给出了相应的热加工三维图。     

核电装备用奥氏体不锈钢的高温本构模型及动态再结晶

采用热模拟压缩实验研究核电装备用316L奥氏体不锈钢在变形温度为900～1 100℃、应变速率为0.01～5 s~(-1)时的高温变形行为。根据压缩实验数据绘制流变应力曲线;基于Arrhenius关系并考虑应变量因素,建立耦合应变量因素的改进型本构方程;结合光学显微镜(OM)观察材料变形过程中微观组织的特征;根据加工硬化率-流动应力曲线确定316L不锈钢的动态再结晶临界应变并基于Avrami方程建立其动态再结晶体积分数模型。结果表明:在316L不锈钢热变形过程中,较低的温度和较快的应变速率对应的流变应力也较大;耦合应变量因素的本构模型预测316L不锈钢的流变应力,预测值与实验值的相关系数为0.986 88,平均相对误差仅4.6%,该模型能较好地预测316L不锈钢在热变形过程中的变形抗力。316L不锈钢易在高温、低速的加工条件下发生动态再结晶行为,其动态再结晶体积分数与应变呈S形变化。该模型所得的预测值与实验数据之间的相关性较好,能很好地预测316L不锈钢在热加工过程中发生动态再结晶的体积分数。