中高碳钢淬火组织温变形行为的研究

利用Gleeble 3500热力模拟试验机对45、T8和T12钢淬火马氏体(M)组织进行单轴温压缩实验,变形温度为550~700℃,应变速率为1.0~0.001 s-1,测定3种钢M组织的应力-应变曲线,对比研究碳含量、变形温度和应变速率对其流变行为的影响。测试结果表明,同一应变速率随着变形温度的升高以及同一变形温度随着应变速率的降低,其M组织的流变应力都随之降低;由于材料的自扩散激活能随着碳含量的增加而减小,碳含量越高其回复再结晶速度越快,流变应力越低,使得中碳钢M组织的流变应力高于高碳钢,其中流变应力高低排列为:45钢T8钢T12钢。     

Si-Cr-Mo改进型H13热作模具钢热变形行为及有限元模拟

利用Gleeble-3800热模拟实验机,对自主研发的Si-Cr-Mo改进型H13热作模具钢——3Cr2Mo3钢进行热压缩实验,研究了其在变形温度为950～1200℃、应变速率为0.01～10 s^-1条件下的热变形行为。基于实验得到的真应力-真应变曲线,建立了Arrhenius型本构方程,并对其进行真应变补偿。由动态材料模型构建了3Cr2Mo3钢的热加工图,并得到了最佳热加工范围。利用有限元软件DEFORM和光学显微镜,研究了3Cr2Mo3钢在热变形过程中的温度场与微观组织的关系。结果表明：3Cr2Mo3钢的真应力受应变速率和变形温度的影响,且在低应变速率下(0.01 s^-1)出现明显的动态软化特征,6次真应变补偿型本构方程的拟合精度高;实验条件范围内,3Cr2Mo3钢的最佳热加工范围为变形温度为1110～1200℃、应变速率为0.01～1 s^-1;有限元软件DEFORM温度场结果显示,随着变形温度的升高和应变速率的降低,试样的心部与表面的温度场分布均匀,微观组织为均匀细小的动态再结晶晶粒。     

基于CSP工艺的75Cr1钢动态再结晶的研究

采用Thermecmastor-Z实验系统对75Cr1钢进行了单道次热压缩实验,研究了不同变形速率和不同变形温度下钢的动态再结晶行为。结果表明:75Cr1钢的动态再结晶行为在较高温度和较低应变速率下更容易发生。根据流变应力、应变速率和变形温度的相关性,得到的75Cr1钢在950~1150℃的变形激活能和应变指数分别为388.862 k J/mol和5.3。由此建立了动态再结晶峰值应变、稳态应变和临界应变模型。     

耐热钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机，研究了耐热钢2Cr12Ni4Mo3VNbN在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.01～1 s^-1、变形量为0.5条件下的热压缩变形行为和微观组织演化规律。基于真应力-真应变曲线分析不同变形温度和应变速率对试验钢热变形行为的影响，采用Arrhenius双曲正弦方程构建耐热钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的流变应力本构模型，并结合动态材料模型(DMM)绘制了热加工图。结果表明，流变峰值应力随变形温度升高或应变速率下降而降低，在应变速率为0.1 s^-1时，变形温度达到1000℃后开始出现再结晶，且随变形温度升高再结晶晶粒越大；在不同温度下组织中均发现有δ铁素体，其含量随温度升高而增加。结合热加工图和微观组织分析，确定了耐热钢2Cr12Ni4Mo3VNbN的最佳热加工区域为1068～1172℃, 0.08～0.12 s^-1。     

23Co13Ni11Cr3Mo钢高温变形奥氏体晶粒的演化规律

在Gleeble 1500热模拟机上对23Co13Ni1 1Cr3Mo超高强钢进行了大变形等温压缩实验,研究了变形温度、应变速率对奥氏体晶粒尺寸的影响.结果表明:奥氏体晶粒尺寸对数与变形温度倒数、应变速率对数和Z参数对数呈线性关系,降低温度、提高应变速率、增大Z参数,有利于细化晶粒,改善晶粒组织均匀性.根据实验结果得出了23Co13 Ni1 1Cr3Mo钢锻造温度和应变速率范围,建立了奥氏体晶粒尺寸模型,模型预测值与实验值吻合较好.     

022Cr钢的热变形行为及热加工图

用Gleeble 3180热模拟试验机对022Cr钢的热变形行为进行研究,揭示了变形抗力与变形程度、变形温度和应变速率的关系。在950~1200 ℃温度范围和应变速率为0.001~5 s^-1下进行热压缩,并利用动态材料模型(DMM)建立了022Cr钢热变形的工艺图。结果表明,随着变形温度的升高和应变速率的降低,022Cr钢的流动应力降低。根据流动应力曲线数据计算其变形激活能为381.615 kJ/mol。当应变不小于0.5时,022Cr钢热加工的最佳变形条件有两个区域,第一个区域在温度范围1100~1200 ℃,应变速率范围0.001~0.01 s^-1内,第二个区域在温度范围1130~1180 ℃,应变速率范围1~5 s^-1内,其功耗效率都能达到0.4以上。     

汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的热压缩流变应力行为

为研究不同工艺参数对汽轮机材料1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢高温变形行为的影响,在变形温度1000~1150℃,应变速率0.005~5 s~(-1)的条件下进行热压缩试验,得到了相应的真应力-真应变曲线。结果表明:1Cr12Ni2W1Mo1V超临界钢的高温流变应力对温度和应变速率比较敏感。通过双曲正弦本构方程和线性回归分析构建1Cr12Ni2W1Mo1V高温塑性变形的本构模型,并将流变应力的预测值与实验值进行比较,二者拟合程度高,表明该模型能较好描述该钢在热变形过程中的流动行为。     

13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。     

30Cr2Ni4MoV低压转子钢的静态再结晶行为

在Gleeble-1500D热模拟实验机上,使用双道次热压缩的方法,研究了30Cr2Ni4MoV低压转子钢在高温变形时的静态再结晶行为。讨论了变形温度、应变、应变速率与原始晶粒尺寸对其静态再结晶的影响。根据实验结果,建立了30Cr2Ni4MoV钢静态再结晶动力学模型以及静态再结晶晶粒尺寸模型。实验结果表明:间隔时间越长、变形温度越高、应变和应变速率越大,静态再结晶体积分数越大;变形温度越低、应变越大、原始晶粒尺寸越小,静态再结晶晶粒越细小。     

75Cr1高碳合金钢的热变形行为

采用Gleeble 3800热模拟试验机研究在变形条件为800~1100 ℃,1~30 s^-1下的高碳合金钢75Cr1的热变形行为。结果表明：应变速率越快,温度越低,材料所受的应变抗力越高;采用线性回归法,计算试验钢75Cr1的热变形激活能为Q_d=264 kJ/mol;根据存储能演化规律,找出了热变形过程中75Cr1钢的临界应变点和X_D的表达式。