含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究

采用双道次压缩实验方法,在Gleeble 1500热模拟机上对某含硼微合金钢进行高温热变形道次间奥氏体再结晶软化规律的研究,并在实验基础上建立了该钢的静态及亚动态再结晶动力学模型。

耐热合金钢P91热变形过程静态及亚动态再结晶行为

利用单道次、双道次热压缩试验研究铸态P91合金钢在热变形后的动态、静态、亚动态再结晶行为,探索不同变形温度、应变速率、变形量对静态、亚动态再结晶的影响并建立静态、亚动态再结晶动力学方程。研究得出:热变形结束后,静态再结晶率随变形温度、变形量及应变速率的增大而增大;亚动态再结晶率与变形温度、变形量和应变速率呈单调递增,并最终趋于稳定。以真应变为参数,铸态P91热变形后再结晶类型可按照真应变分为三种情况:当ε<ε_c时,道次间隔主要发生静态再结晶;当ε_c<ε<ε_T时,同时发生静态、亚动态再结晶;当ε>ε_T时,主要发生亚动态再结晶。通过对双道次压缩试样的显微组织分析得出:相同变形条件下,亚动态再结晶晶粒比静态再结晶细小,再结晶晶粒随变形温度增加而增大,随应变速率增大而减小。

新型节镍奥氏体耐热钢的亚动态再结晶行为

在Gleeble-3800热模拟试验机上利用双道次热压缩实验,研究新型节镍奥氏体耐热不锈钢21Cr-11Ni-N-RE在变形温度950~1 150℃、应变速率0.1~10 s^-1,道次间保温时间为0.5~30 s的亚动态再结晶行为。建立亚动态再结晶的动力学模型,并将预测值与试验值进行比较。研究结果表明：试验钢易发生亚动态再结晶,随着道次间保温时间的延长、应变速率的增大和变形温度的升高,材料亚动态再结晶体积分数迅速增大;预应变超过峰值应变后,应变继续增大对亚动态再结晶体积分数的影响十分有限。21Cr-11Ni-N-RE耐热不锈钢的亚动态再结晶激活能Qmdrx为130.417 k J/mol,模型预测值与试验值吻合较好。

316LN奥氏体不锈钢亚动态再结晶行为的研究

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机,进行了1050℃～1150℃和0.005s-1～0.1s-1应变速率条件下的双道次热压缩试验,研究了316LN奥氏体不锈钢不同温度和应变速率条件下的亚动态再结晶行为。结果表明,随着道次间隔保温时间的延长,316LN奥氏体不锈钢的软化程度增大;随着温度的升高以及应变速率的增加,软化分数迅速增大。通过分析实验数据,得出了316LN奥氏体不锈钢热加工晶粒尺寸预测的亚动态再结晶动力学方程以及晶粒尺寸演变模型。

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。

7085铝合金亚动态再结晶行为的研究

以铸态7085铝合金为实验对象,通过在Gleeble-1500热模拟实验机上实施双道次的热压缩模拟实验,研究了7085铝合金在应变速率0.005~5 s-1、温度300~400℃、道次时间间隔30~120 s下的道次间隔时间内的亚动态再结晶规律。结果表明:7085铝合金道次间隔内的亚动态再结晶分数受温度影响很大,当温度升高时,亚动态再结晶分数迅速增加;受应变速率的影响也很明显,随着应变速率的增大,7085铝合金道次间隔内的亚动态再结晶分数增大。另外,当道次间隔时间增加时,亚动态再结晶分数的增大更加显著。依托实验所得到的数据,建立了7085铝合金道次间隔时间内的亚动态再结晶力学模型,且将所建立的亚动态再结晶力学模型的预测结果与实验值对比,二者吻合度较好,这验证了模型的正确性。

热作模具钢5CrNiMoV的亚动态再结晶行为研究

通过Gleeble-3800热模拟试验机进行了双道次热压缩试验,研究了热作模具钢5CrNiMoV在不同变形温度(1030、1130和1230℃)、应变速率(0.001、0.01和0.1 s^(-1))和道次间隔保温时间(1、5和12 s)下的亚动态再结晶行为。建立了5CrNiMoV钢的亚动态再结晶动力学模型,将模型预测值与试验值进行对比。研究结果表明,随着变形温度和应变速率的增加,亚动态再结晶体积分数逐渐增加,材料的软化程度不断增强;随着道次间隔时间的增加,第2次加载时的加工硬化现象更加明显,且应变速率对初始亚动态再结晶影响较大。5CrNiMoV钢的亚动态再结晶激活能约为123.928 kJ·mol^(-1);模型预测值和试验值吻合度较高,说明该模型具有较高的可靠性,可以为优化5CrNiMoV钢的热加工工艺提供理论指导。

X80管线钢奥氏体亚动态再结晶行为研究

利用Gleeble3500热模拟试验机进行了双道次热压缩实验,通过实验研究了X80管线钢在热塑性变形道次间隔时间内奥氏体的亚动态再结晶行为,依据实验数据计算得到了X80管线钢的亚动态再结晶激活能,并建立了X80管线钢亚动态再结晶动力学模型。结果表明:应变速率以及变形温度是X80管线钢亚动态再结晶主要影响因素,其他变形条件的影响较弱,亚动态再结晶软化分数随着间隔时间增大而升高。

X70管线钢亚动态再结晶行为实验研究

以X70(12)管线钢为原料,围绕X70管线钢亚动态再结晶的行为进行了研究,确定了亚动态再结晶体积分数,并且建立了X70(12)管线钢的亚动态再结晶动力学模型。结果表明:通过分析应力-应变曲线得到变形温度越高、应变速率越大,亚动态再结晶发生完全所需的时间随之减小;变形温度越低,应变速率越大,亚动态再结晶晶粒的尺寸越细小;并且模型的预测结果与实际的实验结果相比较,两者一致性较高,验证了模型的准确性。

42CrMo钢亚动态再结晶行为研究

利用双道次热压缩的方法,研究了42CrMo钢在高温变形道次间隔时间内奥氏体的亚动态再结晶行为。基于试验结果,建立了42CrMo钢的亚动态再结晶动力学模型。讨论了工艺参数对亚动态再结晶晶粒大小的影响规律。结果表明,42CrMo钢很容易发生亚动态再结晶,道次间隔时间越长,材料软化程度增大,亚动态再结晶越明显。随着变形温度的升高、应变速率的增大,完全亚动态再结晶所需时间迅速减少;将亚动态再结晶动力学模型的预测结果与试验结果进行比较,二者吻合较好;变形温度越低、应变速率越大,亚动态再结晶晶粒越小。相同形变条件下,亚动态再结晶晶粒明显细于静态再结晶晶粒。

TA11钛合金亚动态再结晶行为研究

为研究TA11（Ti-8Al-1Mo-1V）钛合金的亚动态再结晶行为,采用Gleeble-3500热模拟实验机对TA11合金进行变形温度为910~1010℃、应变速率为0.01~10 s-1、道次间隔时间为1~20 s的双道次热压缩变形实验。结果表明,道次间隔时间越长、应变速率越大、变形温度越高,亚动态再结晶体积分数越大。基于实验结果,建立了TA11合金的亚动态再结晶动力学模型,此模型计算结果与实验所测结果比较吻合。

SA508Gr.4N钢的亚动态再结晶行为

采用Gleeble-1500D型热力模拟试验机对不同初始奥氏体晶粒尺寸的SA508Gr.4N钢,在变形温度1050~1250℃、应变速率0.001~0.1 s^（-1）,道次间隔保温时间120~300 s进行双道次热压缩变形试验。研究了SA508Gr.4N钢的亚动态再结晶行为。结果表明：在本试验变形条件范围内,两种不同初始奥氏体晶粒尺寸的SA508Gr.4N钢均能发生亚动态再结晶。初始奥氏体晶粒直径越细小,SA508Gr.4N钢越易发生动态再结晶。变形道次间隔时间越长,亚动态再结晶就越显著。亚动态再结晶分数随着变形温度的升高以及初始奥氏体晶粒直径的增加而增大。

300M高强钢亚动态再结晶行为

为研究300M高强钢的亚动态再结晶行为,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对300M高强钢在变形温度900~1150℃、应变速率0.001~10 s-1,道次间隔保温时间1~60 s进行双道次热压缩试验。结果表明:变形温度越高、应变速率越大、道次间隔保温时间越长,亚动态再结晶百分数越大。基于试验结果建立了300M高强钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过单道次压缩试验验证了模型的正确性。

AG700L钢亚动态再结晶行为研究

AG700L钢主要应用于汽车大梁等重要承重结构件。通过在Gleeble-3800热模拟试验机上采用双道次压缩试验,研究了AG700L钢在应变速率为0.01~2 s^(-1)、变形温度为950~1050℃、道次间隔时间为10~120 s不同条件下的亚动态再结晶行为。结果表明:AG700L钢道次间隔内亚动态再结晶行为受变形温度、应变速率和道次间隔时间的影响显著;随变形温度的升高,亚动态再结晶体积分数先缓慢增加,然后迅速增加;随应变速率的增加,亚动态再结晶体积分数先迅速增加,然后趋于平稳;随道次间隔时间的增加,亚动态再结晶体积分数明显增加。随变形温度的升高、应变速率的增加以及道次间隔时间的延长,变形后AG700L钢的晶粒尺寸显著增加,组织变得更加均匀。同时,建立了AG700L钢的亚动态再结晶动力学模型,为其实际生产轧制工艺的制定与优化提供了依据。

316LN钢亚动态再结晶行为

采用Gleeble-1500D热模拟实验机对316LN不锈钢在变形温度为1050~1150℃、应变速率为0. 01~1 s-1、道次间隔时间为10~60 s条件下,进行双道次热压缩实验,研究了316LN钢的亚动态再结晶行为。实验结果表明,在所有实验条件下,该材料均发生明显的亚动态再结晶。通过金相显微组织的观察结果可知,变形温度、应变速率、道次间隔时间对晶粒组织的影响十分显著,随着变形温度的升高、应变速率的增加以及道次间隔时间的延长,材料的软化程度在不断增大,晶粒组织也更均匀。基于实验获得的双道次压缩应力-应变曲线,建立了316LN钢的亚动态再结晶动力学模型,通过模型预测值与实验值的对比可知,该模型具有较高精度。

新型优质GH738合金的亚动态再结晶动力学模型

设计并进行了新型优质GH738合金在MTS810-25T低周疲劳试验机上的双道次热压缩实验,研究不同初始晶粒尺寸、变形温度、道次间隔保温时间及应变速率条件下合金的亚动态再结晶动力学。结果表明:初始晶粒尺寸减小,变形温度升高、道次间隔时间延长、应变速率增大,均可以促进亚动态再结晶的进行,提高再结晶体积分数;而且,提高变形温度和应变速率可以降低亚动态再结晶后晶粒尺寸的差异,进一步提升组织的均匀程度。进而,结合定量金相及非线性拟合分析,建立了新型优质GH738合金的亚动态再结晶模型,并将所建立模型的预测值和实验值进行了对比分析,符合程度较好,可以满足工程应用要求。

非调质钢亚动态再结晶分析及数学模型建立

根据18组热模拟试验及不同工艺参数的设计,获得TL1438非调质钢经过亚动态再结晶后的应力-应变曲线,比较了应变量、应变温度、应变速率、两次压缩后的保温时间对该过程的影响。采取理论与试验相互参照的方式,结合相关理论公式的推算,得出了两次压缩后的晶粒尺寸和动力学模型。结果显示:随着应变温度的增加,亚动态再结晶较易产生且速度较快,而应变速率的影响则相反,其中,两次压缩后的保温时间作用更加明显。通过物理试验及微观组织的研究,以达到预测非调质钢组织演变规律、优化工艺参数的目的,为今后分析此类锻件的综合力学性能和数值模拟提供参考。

Q235钢亚态再结晶模型的建立

在物理冶金基本模型基础上，通过对实验数据进行回归，建立了Ｑ２３５普碳钢的亚态再结晶及晶粒长大模型；模型计算和实验所测结果相吻合。采用双道次进行压缩实验，条件为变形速率０．０１～０．１ｓ－１，变形温度９５０～１１００℃，初始晶粒尺寸５６～８５μｍ。

20MnMoNi55钢的后动态再结晶模型

后动态再结晶是亚动态再结晶与动态再结晶晶粒长大两种机制的综合 ,本文采用热模拟与定量金相分析法研究了 2 0 Mn Mo Ni5 5钢的后动态再结晶 ,发现 :动态再结晶百分比对亚动态再结晶过程没有明显的影响。采用多元非线性回归法得到了后动态再结晶模型 。

低碳钢奥氏体再结晶模型的建立

为了描述低碳钢变形过程的组织演化,建立了一套完整的奥氏体动态再结晶、静态再结晶、亚动态再结晶模型.本文利用G leeb le试验机研究不同初始晶粒度、变形温度、应变和应变速率对奥氏体再结晶量和晶粒尺寸变化的影响.流变应力模型考虑了变形条件对模型系数的影响.利用测得的应力-应变曲线及晶粒度由多元非线性回归得出了奥氏体再结晶模型系数,并且由模型计算的峰值应变、稳定应变、硬化区流变应力、再结晶体积分数、晶粒尺寸和实际接近.