物理模拟温度变化对钢的热塑性的影响

1　前　言实验室模拟表明 ,改变温度会导致连铸坯热塑性的较大变化 ,而矫直温度对热塑性影响较小。连铸普遍采用弧形结晶器 ,铸坯矫直时会使铸坯上表面产生应力 ,引起裂纹并扩展。等温拉伸试验表明 ,矫直温度降至 70 0～ 1 1 0 0℃范围时 ,钢存在热塑性区。本文对连铸过程中的热力学条件进行了物理模拟 ,目的是研究连铸过程中温度变化对钢的热塑性的影响。按下列方式进行连铸的物理模拟 ,即首先以商用软件获得一种典型的温度变化曲线即将一试样置于这种温度变化中 ,做低应变率下矫直时的拉伸试验 ,随后模拟实际变量 ,观察温度变化对热塑性的…     

FTSC中碳硼微合金钢热轧板卷边部裂纹分析

唐钢FTSC薄板连铸机生产中碳硼微合金钢热轧板卷存在边部裂纹缺陷。通过对SS400B钢进行高温热塑性研究,发现弯曲矫直温度为750℃时热塑性最差;由于铸坯边角部冷却速度快,温度低,塑性较差,边角部振痕处存在可见裂纹;在对存在边部裂纹的铸坯取样分析时发现晶界间有非金属元素析出,同时晶界间存在裂纹。轧制时形成边部裂纹缺陷。     

含铌Q460C连铸坯高温热塑性研究

在邯钢gleeble-3500热/力模拟试验机上,针对Q460C连铸坯进行了高温热塑性测试研究.结果表明:1000～1300℃为塑性温度区间;650～950℃为第Ⅲ脆性温度区,在此区间,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物及微合金元素的析出物是钢的热塑性降低的主要原因,极易导致连铸坯产生裂纹缺陷.     

连铸低合金钢热塑性的研究现状

钢的连铸生产中,铸坯的质量问题之一是裂纹,它是钢的凝固壳在连铸过程中受到各种应力的作用下当钢的塑性很低时产生的。影响裂纹形成的最主要的因素之一是钢在连铸温度范围内的力学行为。因此,研究钢在连铸温度范围内的力学行为,对于制定合理的连铸工艺、防止裂纹的产生、提高钢的质量具有实际的意义。本文从研究钢在连铸温度范围内的力学行为(主要指热塑性)的实验方法、连铸裂纹的种类及其与钢的热塑性的关系、影响热塑性的因素等几个方面来叙述连铸低合金钢热塑性的研究状况,并且提出目前研究中所存在的问题。     

高硫不锈钢SUS416热加工裂纹分析及其工艺优化

对ＳＵＳ４１６不锈钢的热加工纵和中裂和钢坯横向、纵向的热塑性研究结果表明：钢坯的横向热塑性在９００－１０００℃温度区间存在一明显的低塑性区。在变形应力作用下，裂纹沿条带串状分布的硫化物和基休玎界萌生和扩展，形成纵向开理解。采用６３０ｋｇ锭锻造开１３０ｎｍ方坯再轧制成材的工艺，加热温度控制在１２００－１２５０℃，热加工开始温度为１１００℃，终了温度为≥１０００℃，则基本消除了这咱裂纹     

GH536高温合金热加工性能的研究

本文用热扭转、热拉伸和热压缩三个试验方法对ＧＨ５３６高温合金的热加工性能进行了研究，试验结果指出，ＧＨ５３６合金的热塑性值高于ＧＨ４４和ＧＨ１２８高温合金，但其热变形温度范围则窄于后两个合金。还指出，热扭转变形过程由加工硬化、加工软化和稳态变形三个部分组成，每个部分各有其独特的组织。又指出，在较高温度下，压缩的应力－应变曲线形状与拉伸的略有不同，在曲线的中段出现有平稳区，该区越长，热塑性越高。     

S30432钢连铸和模铸管坯的高温加工性能对比

利用Gleeble热模拟试验机，完成了同炉冶炼的S30432钢连铸和模铸工艺生产的管坯在高温下的拉伸热变形过程，设置了1 000、1 050、1 100、1 150℃系列温度和0.1、1、5 s^-1应变速率的不同热模拟试验条件，获得了同炉冶炼的S30432钢连铸和模铸工艺生产的管坯在各个高温拉伸条件下的高温应力-应变曲线，并对其进行修正和拟合，使其尽可能符合实际试验情况。对同炉冶炼的S30432钢连铸管坯和模铸管坯的热变形本构方程进行了拟合，并对2种工艺管坯的高温热塑性差异进行对比分析。结果表明，连铸管坯和模铸管坯的热塑性在不同拉伸温度和速率下表现出一定规律性，连铸管坯的热塑性存在较大的波动，且整体上略逊于模铸管坯，为改进优化管坯的穿孔工艺提供了参考。通过扫描电镜对高温拉伸断口的微观组织结构进行表征，发现高温拉伸失效形式为塑性断裂，绝大部分断口形貌属于韧窝断口。然而，在特定条件下，部分连铸管坯试样表现出较差的热塑性，其断裂形式转变为脆性断裂。对于S30432钢连铸管坯的高温塑性加工，建议使用较高的应变速率和较高的应变温度以获得良好的加工性能。     

X70管线钢的断裂韧性

对不同厚度和裂纹初始长度的X70管线钢三点弯曲试样进行了不同试验温度下的断裂韧性试验。试验和分析结果表明：随着试验温度降低，试样的破坏方式由韧性破坏向脆性破坏转换不同厚度试样的破坏断口均产生分层裂纹，分层裂纹的大小和数量与试样厚度有关，分层裂纹的位置与试验温度和裂纹初始长度有关；对于试验温度较低的脆性断裂，试样在破坏时产生的分层裂纹距主裂纹根部有一定距离，分层裂纹宽度较小且未充分张开，对厚度效应影响较小。对于试验温度较高时的韧性断裂，分层裂纹首先出现在主裂纹根部，试样破坏时分层裂纹宽度较大且充分张开，减小了试样的有效厚度。高强度、高韧性的X70管线钢由于分层裂纹的产生，其力学性能与具有普通强度和韧性的钢材的力学性能存在着明显的差异，普通金属材料的韧性试验方法和材料评价方法已不再适用，必须考虑管道壁厚、缺陷大小和环境温度的综合作用。     

钢坯火焰清理工艺温度制度对成品钢轨裂纹的影响

在不同温度下进行火焰清理对比试验，确定钢坯产生裂纹的开始温度，并模拟重轨轧制在试验室进行裂纹焊合轧制试验，结果表明，钢坯火焰清理产生的裂纹，经热轧变形后仍有大部分不能焊合，因此，避免或减少钢坯清理后的裂纹产生是极为重要的。     

Fe--36 Ni因瓦合金的热塑性

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Fe-36Ni合金在900～1200℃的热塑性行为，并用FactSage软件、扫描电镜及透射电镜等研究该合金热塑性的影响因素及作用机理.结果表明:合金中主要形成Al₂O₃+Ti₃0₅＋MnS复合夹杂，夹杂物颗粒尺寸集中分布在0.5μm以下.合金热塑性在900～1050℃受晶界滑移及动态再结晶共同影响.晶界上分布的纳米级别（<200nm）夹杂物有效钉扎晶界，抑制动态再结晶发生的同时减小晶界结合力.微米级别（>200nm）夹杂物则促进显微裂纹在晶界滑移过程中的形成和扩展，损害合金热塑性.当温度高于1050℃时，较高的变形温度使再结晶驱动力大于钉扎作用力，合金发生动态再结晶，有效提高热塑性.在1100～1200℃区间内，枝晶间裂纹的形成、晶界滑移的加剧及动态再结晶晶粒尺寸增大都降低合金热塑性.      

20CrMnTiH钢的热变形物理模型及三维加工图

随着精密成形技术的发展,对热锻工艺的要求越来越严格,采用建立材料的物理模型及热加工图这一方法来优化最佳工艺条件,为实现产品的质量精确控制提供了科学保障。通过Gleeble-3800热模拟试验机对20Cr Mn Ti H钢在变形温度为850~1 150℃,应变速率为0.01~10 s~(-1)条件下进行等温热压缩试验,研究了20Cr Mn Ti H钢的热压缩变形特性,采用Zener-Hollomon参数法建立了20Cr Mn Ti H钢高温塑性变形的物理模型;并以热压缩试验为基础,绘制了20Cr Mn Ti H钢的三维热加工图并进行分析,确定了该钢的最佳热成形工艺参数。通过流变曲线可以看出,20Cr Mn Ti H钢在热成形过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随变形温度的升高而降低;由热加工图分析得到了该钢在试验参数范围内较优的热加工工艺参数,加工温度为900~1 025℃,应变速率为0.01~0.2 s~(-1)。     

基于热加工图的中碳钢加工性能分析

??Taking LZ50 steel as deformation material?? the stress- strain curves during hot compression was analyzed. The mathematical model of peak stress and strain?? critical stress and strain?? steady stress and strain as well as the stress and strain at which material exhibited maximum flow softening were established by liner regression method. The hot processing map of LZ50 steel under different strains was plotted to predict microstructure evolution behavior during forging process in order to guide production and processing. The results indicate that work hardening rate increases when temperature decreases or strain rate increases. The hot processing map of Murty criterion is optimum to predict the microstructure evolution of LZ50 steel during hot forming by comparing three different instability criterion??s hot processing maps??Prasad criterion?? Murty criterion and Poletti criterion??. The zone of high temperature and high strain rate hasn??t obvious microstructure defects?? so it??s ??false instability range??. The most optimum range for LZ50 steel deformation is zone of medium temperature and medium strain rate?? such as 1020?? and 0. 5s-1?? where the structure is homogeneous and the grain keeps equiaxed after deformation.     

一种Si-Mn系超高强度钢板的热冲压成形试验研究

 采用弯曲件热冲压成形试验研究了板料加热温度、保温时间及移送时间等工艺参数对一种Si-Mn系超高强度钢板热成形零件的力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,通过控制热成形工艺参数,在所设计的模具上可实现Si-Mn系超高强度钢板热成形零件的有效淬火,在合适的工艺参数下,可获得细小均匀的马氏体组织,从而获得抗拉强度1700MPa以上,伸长率10%以上的性能,达到原始板料抗拉强度的3倍左右,并明显高于传统的Mn-B系超高强度钢板。     

Ti-Nb IF钢铁素体区的热加工性能

按照Gleeble 1500D机热模拟试验结果,通过回归分析得出Ti-Nb IF(无间隙原子)钢(%:0.005C、0.055Al、0.01Nb、0.08Ti)在铁素体温度区(840～780℃)流变应力峰值σ_p与Zener-Hollomon参数Z(T,ε)之间的解析表达式;利用铁素体区变形的功率耗散图和加工失稳图建立了该钢的热加工图,获得其加工安全区和失稳区。结果表明,变形温度800～825℃,应变速率0.02～0.002 s^-1区域为Ti-Nb IF钢铁素体区热加工安全区域。     

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。     

Hot rolling and heat treatment of Ni−Cu−Cb(Nb) steel

Copper-containing steels can be susceptible to hot shortness and the properties of columbium (Nb) grain-refined steels are sensitive to processing conditions. Ni?Cu?Cb steel embodies both copper age-hardening and columbium grain refining; therefore, the effect of nickel on hot shortness and the effects of hot rolling and heat treatment on mechanical properties were examined with the 0.85 pct Ni-1.2 pct Cu-0.03 pct Cb, age hardenable steel. The nickel level of 0.7 to 1.0 pct in Ni?Cu?Cb steel is sufficient to prevent hot shortness due to copper. A suitable aging treatment is 1 hr at 1050°F while comparable properties can be obtained by aging for 4 hr at 975°F. Laboratory processing has shown that lower hot rolling finishing temperatures and greater reductions at the finishing temperature improve laboratory-made heats of this steel by lowering the ductile-to-brittle transition temperature and raising the yield strength. Lower soaking temperatures also result in lower impact transition temperatures but have no effect on strength.     

轧钢工序节能技术分析

分析了轧钢工序在中国钢铁工业能源消耗中所占的比例和轧钢工序先进节能技术的使用效果;阐述了改造节能技术的途径;指出了在当前轧钢生产中需普及应用高温热送、节能型加热炉、低温轧制、工艺优化、热轧工艺润滑、在线热处理等节能降耗技术,同时开发应用直接轧制、无头轧制等技术。随先进节能技术的推广应用,国内轧钢工序吨钢能耗指标将会大幅度降低。     

316LN不锈钢管道热加工过程的加工图及可加工性

建立了316LN超低碳控氮不锈钢管道的热加工图,并确立了最适宜热加工的工艺范围。利用Gleeble-3500热模拟实验机进行热压缩实验,用以模拟316LN超低碳控氮不锈钢的热加工过程。实验的温度范围是1 173~1 473 K,实验的应变速率范围是0.001~1 s-1。利用热压缩模拟实验得到的真应力-真应变数据,分别绘制出了材料能量耗散效率图和材料失稳图,并将二者叠加绘制出了316LN超低碳控氮不锈钢的加工图。从绘制出的图形可以看出,当温度为1 375~1 450 K、应变速率为0.01~0.1 s-1时,该材料的能量耗散效率达到最大值41%,此时发生了明显的动态再结晶。因此,该区域被确定为316LN超低碳控氮不锈钢热加工的最佳工作范围。     

双相区热处理对430铁素体不锈钢热轧板组织和性能的影响

研究了α+γ双相区热处理对430铁素体不锈钢热轧板显微组织和力学性能的影响,并与工业罩式炉退火后的热轧板显微组织和力学性能进行了对比分析。结果表明:在双相温度区间对430不锈钢热轧板进行热处理,分割了热轧板轧向的条带状组织,抑制了聚集组织的形成。与常规罩式炉退火工艺相比,双相区热处理显著提高了430不锈钢热轧板的伸长率,降低了屈服强度和硬度,有利于改善最终冷轧产品的冲压性能和抗起皱性。     

Hot Deformation Behavior and Microstructure Evolution of 2Cr12Ni4Mo3VNbN Steel Used for Last-Stage Large Blades of Steam Turbine

The hot deformation behavior and microstructure evolution of a recently developed 2Cr12Ni4Mo3VNbN martensitic stainless steel are examined through hot compression tests conducted within the temperature range of 900–1200 °C and the strain rate range of 0.01–10 s⁻¹. The constitutive equation and processing maps corresponding to hot deformation are established. The activation energy for hot deformation of 2Cr12Ni4Mo3VNbN steel is determined to be ≈457491.77 J mol⁻¹. Simultaneously, the microstructure evolution during hot deformation is studied. Based on the processing maps and microstructure evolution analysis, it is concluded that the optimal windows for hot processing are within the temperature range of 1106–1150 °C and the strain rate range of 0.01–2.7 s⁻¹, as well as at 1200 °C within the strain rate range of 1–2.7 s⁻¹, exhibiting a power dissipation efficiency of 0.32. As the temperature increases and the strain rate decreases, the degree of dynamic recrystallization escalates.