FTSR热轧含Nb钢动态再结晶数学模型中参数的确定

利用Gleeble-2000热/力模拟实验机模拟了柔性化薄板坯连铸连轧(FTSR)生产线轧制低碳含Nb钢的动态软化行为.根据不同Nb含量试样在不同变形温度下的应力-应变曲线,得出Nb含量对动态再结晶数学模型中各参数的影响规律.结果表明:随Nb含量的增加,动态再结晶激活能逐渐增加,且高于传统流程的动态再结晶激活能:随Nb含量的增加,模型参数中A值线性增加,Avrami指数m线性减小,n值线性增加,B值逐渐增加,动态再结晶变得困难.所计算的动态再结晶率以及峰值应力与实测的结果吻合良好.

Q235动态再结晶微观组织演化模型及其参数辨识

建立了Q235动态再结晶微观组织演化的元胞自动机(CA)模型,提出了应用反分析原理来辨识模型参数的新方法。以实验流动应力曲线为依据,通过非线性回归的方法确定加工硬化和动态回复阶段的模型参数;将CA模型和自适应响应面(ARSM)优化技术相结合确定动态再结晶(DRX)的模型参数。模拟结果与实验结果良好一致,表明所提出的基于流动应力的反分析方法能够有效确定DRX模型参数,提高DRX微观组织演化的模拟精度。

基于机理法的考虑动态再结晶的黏塑性本构模型参数取值范围的确定

宏微观耦合本构模型的参数识别往往通过反分析方法进行,为了使参数识别结果具有高的置信度,需要确定合适的参数取值范围。基于考虑动态再结晶的黏塑性本构模型的物理机理,提出该模型参数取值范围确定方法。为了提高模型参数识别结果的鲁棒性,对考虑动态再结晶的黏塑性模型进行修改,使模型中的稳态流动应力由Tanaka模型描述。根据模型构造机理,提出通过6步确定该模型参数取值范围的方法;对300M低合金钢进行不同温度、应变速率下的热变形试验,测试其流动应力-应变曲线、再结晶体积分数、再结晶晶粒尺寸、未再结晶晶粒尺寸、最大晶粒尺寸差,基于流动应力-应变曲线,提取再结晶区稳态流动应力和未再结晶区稳态流动应力。通过提出的方法并应用相应的算法,根据提取试验数据,确定模型的参数取值范围,为参数识别提供基础。

锻造工艺参数对316LN不锈钢动态再结晶的影响

用Simufact软件模拟了316LN不锈钢在变形温度1000~1200℃、应变速率0.01~0.05 s^(-1)和不同型砧条件下的镦粗过程。从晶粒大小分布分析了不同锻造工艺参数对316LN不锈钢动态再结晶的影响,通过热变形方程和晶粒度分布图验证了锻造工艺参数对动态再结晶峰值应力的影响。结果表明316LN不锈钢动态再结晶程度与应变量、变形温度和应变速率有关。

Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶

研究Mg-8Gd-3Y-0.6Zr合金热压缩过程的动态再结晶规律。对该合金在变形温度为623～773K、应变速率为0.01～1s-1条件下进行单向压缩实验,用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜及织构测试仪对压缩后的合金组织与晶体取向进行分析。结果表明:曲线的峰值应力、稳态流动应力均随Zener-Hollomon(Z)参数的增加而增加;变形温度的升高以及应变速率的提高均能减弱{0001}基面织构,强化{1010-}柱面织构;动态再结晶晶粒尺寸随Z参数的增加而减小。根据实验结果,该合金在热轧时ln(Z)宜控制在28～32之间,变形温度在723～773K之间。

316LN不锈钢动态再结晶研究

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机在850～1250℃,应变速率0.01～10 s-1,变形程度0.91条件下对316LN奥氏体不锈钢进行热压缩变形试验。在真应力应变曲线上没有出现明显应力峰值,金相观察表明,316LN不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶。对实验数据进行拟合,得到316LN不锈钢的热激活能和热变形方程,并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数。

7085铝合金的热变形组织演变及动态再结晶模型

通过等温压缩实验,系统研究热变形参数(变形温度、应变速率及应变量)对7085铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高变形温度以及降低应变速率,均有利于7085铝合金的动态再结晶发生,导致变形后的7085铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后的合金位错密度降低,动态再结晶体积分数增大。采用线性回归方法建立包括峰值应变方程、临界应变方程、动态再结晶动力学方程以及动态再结晶晶粒尺寸方程的7085铝合金动态再结晶模型。

6082铝合金热变形过程中的动态再结晶行为

借助电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)研究6082铝合金在623~773 K和0.01~5 s^−1条件等温热压缩时的动态再结晶行为。结果表明:6082铝合金真应力−应变曲线虽无明显单峰值特征,但仍发生动态再结晶,并且动态再结晶程度与Z参数紧密相关。在ln Z=24.9014(723 K,0.1 s^−1)热压缩时,动态再结晶体积分数最高,为38.6%。应用加工硬化率确定了动态再结晶初始临界应变,建立临界应变与Z参数之间的定量关系,得到动态再结晶临界应变方程。结合EBSD分析测试结果建立6082铝合金动态再结晶动力学模型。微观组织分析发现,原始晶粒内形成的亚晶结构随着变形的进行持续吸收位错,其取向差不断增大至大角度晶界,从而形成新的再结晶晶粒。在原始晶界附近通过亚晶界迁移引起亚晶粗化,使其小角度晶界形成大角度晶界的连续动态再结晶是其动态再结晶的主要机制。

初始动态再结晶过程中的位错动态行为

从研究位错动态行为出发，提出了一种新的动态再结晶理论，并通过求解发生初始动态再结晶时位错攀移速率与滑移速率之比的临界值，建立了相应的热变形参数之间的物理关系。

原始晶粒尺寸对低碳钢中铁素体动态再结晶的影响

采用Gleeble1500型热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢在变形温度为700和600℃,应变速率为10~1—10^(-3)s^(-1)条件下的变形特性及组织演变规律,探讨了原始晶粒尺寸和热加工参数Z值对铁素体动态再结晶过程的影响。结果表明:在本实验变形条件范围内,4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢均可发生铁索体动态再结晶,原始晶粒尺寸的减小,不但在恒定Z值条件下有利于动态再结晶过程的进行,而且使铁素体可以发生动态再结晶的临界Z值和发生不连续动态再结晶的临界Z值均增大,形变强化相变生成的细小铁素体晶粒在热变形时易于发生动态再结晶,只要控制好热加工参数,可以利用动态再结晶过程,进一步细化形变强化相变生成的铁素体晶粒。

低碳钢在A_(c1)点以下温度变形时的铁素体动态再结晶

采用Gleeble—2000型热模拟试验机进行平面应变压缩实验,以及扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射技术等实验手段研究了Q235级别低碳钢中铁素体在变形温度为700—550℃、应变速率为1×10~1—5×10^(-4)s^(-1)范围的变形特性及组织演变规律。结果表明:在本实验变形条件范围内,存在两种铁素体动态再结晶现象,低热加工参数Z值条件下的不连续动态再结晶和高Z值条件下的连续动态再结晶,钢中的珠光体对铁素体动态再结晶起促进作用,通过铁素体动态再结晶,可细化低碳钢中的铁素体晶粒。Z值越高,细化效果越明显,可得到平均晶粒尺寸为2μm左右的超细晶铁素体组织。

铝动态再结晶的研究及参数优化

本文阐述了铝动态再结晶的影响因素,通过Zenner-Hollomon参数建立了动态再结晶的数学模型,运用线性回归的方法,得出在动态再结晶影响下铝的流变应力与变形速率、变形温度的关系。

X120管线钢热变形行为及动态再结晶晶粒的演变规律

采用Gleeble-3500单道次热压缩试验研究了X120管线钢的动态再结晶行为。结果表明：该钢在温度1 050~1 150℃和应变速率0.01~0.1 s-1下变形时容易发生动态再结晶;当应变速率为1~10 s-1时,动态再结晶难于发生。该钢热变形时的Z（Zener-Hollomon）参数方程为Z=.εexp[（498.288×/1038.31T）];动态再结晶发生的临界应变量εc和Z参数的关系为εc=0.034 445 lnZ-1.200 188 3;动态再结晶变形激活能Qd=498.288 kJ/mo。l试验结果为该钢轧制工艺的制定提供了依据。

Mg-6Zn-1Mn镁合金热压缩流变行为及动态再结晶

采用Gleeble-1500热压缩模拟试验机对Mg-6Zn-1Mn合金进行压缩实验,研究了该合金其在变形温度250～400℃、应变速率0.01～10 s-1范围内的流变应力及动态再结晶行为。通过计算加工硬化速率θ得到合金发生动态再结晶的临界应力σc和临界应变εc,并且建立临界值与峰值应力σp、峰值应变εp之间的定量关系,用截线法测量合金压缩后的平均晶粒尺寸。结果表明:Mg-6Zn-1Mn镁合金在高温下塑性变形的热本构方程为:.ε.exp(22919/T)=2.77.σ8.19;合金发生动态再结晶的临界应变随着应变速率的增加而升高,随变形温度的增加而降低,发生动态再结晶的临界条件为:ε>εc=6.648×10-3Z0.06149;各特征变量之间存在如下关系:σc=0.7295σp、εc=0.2639εp;动态再结晶的平均晶粒尺寸dave随温度的升高、应变速率的减小而增大,与Zener-Hollomon参数之间的关系为:dave=2.11×103.Z-0.1378。

45Cr4NiMoV钢动态再结晶模型研究

采用Gleeble热模拟试验机对45Cr4Ni Mo V钢在变形温度1000～1150℃,应变速率0.002～5s-1,最大变形量为55%的条件下进行热模拟压缩试验。采用Poliak EI和Jonas J J等人对θ-σ（θ=dσ/dε为加工硬化率）曲线的描述,建立了45Cr4Ni Mo V钢在变形参数范围内的动态回复曲线（DRV）。通过对变形过程中的动态再结晶体积分数XD与应力参数之间的关系拟合,得到了45Cr4Ni Mo V钢在变形参数范围内的动态再结晶体积分数模型为：XD=1-exp-1.29ε-εcε0.5εε2.304εε。

基于TMCP研究套管钢30MnCr22的动态再结晶

以经济型P110钢级石油套管用钢30MnCr22为研究对象,采用Gleeble-1500D热模拟实验机进行单道次热压缩实验,测得其在不同变形温度和变形速度条件下该钢的真应力-真应变曲线。根据30MnCr22钢的高温流变应力曲线和实际变形条件,分析了其在TMCP条件下穿孔、连续轧管和减径过程中的再结晶控制策略。采用Origin软件对各种变形条件下的峰值应力进行分析,采用线性回归法,得出基于Zener-Hollomon参数的流变应力函数关系,建立了30MnCr22钢的高温流变应力数学模型。在此基础上分析了峰值应力R_p、峰值应力对应的压应变ε_p、动态再结晶临界应变ε_c与lnZ之间的关系。结果表明,在热变形过程中,30MnCr22存在动态再结晶现象,而且随着变形温度的升高,动态再结晶临界应变减小,流变应力减小,动态再结晶易发生。随着应变速率的增大,峰值应力R_p会越来越大,但峰值应力所对应的应变值ε_p在不同变形温度下的变化情况却不太一致。当变形温度较高时,ε_p随应变速率的升高而升高,但当变形温度较低时,ε_p随着应变速率的升高先升高,然后又下降。

某新型粉末高温合金的高温变形与动态再结晶

运用Gleeble-1500 热模拟机,对热等静压态的某新型粉末高温合金进行了形变温度在1120-1170℃和应变速率在2×10-3-2×10-1s-1下的高温变形与动态再结晶行为研究。研究表明:该合金在高温变形时应力-应变曲线上峰值应力σp与温度T和应变速率ε之间符合下式关系:Z=ε·exp(Qa/RT)=A2σpn。在一定的变形条件下,通过高温变形过程中的动态再结晶能获得细晶组织,其动态再结晶晶粒平均尺寸与Zener-Hollomon参数呈双对数线性关系。

6A02铝合金动态再结晶临界模型研究

为了探究工艺参数对6A02铝合金临界发生的影响,采用Gleeble1500D型热模拟试验机对6A02铝合金在683~783K和应变速率0.001~1s^(-1)内进行等温热压缩实验,基于E.I.Poliak和J.J.Jonas提出的动态再结晶临界动力学理论,及真应力-应变数据确定其动态再结晶临界发生条件。结果表明,动态再结晶临界应变(ε_c)与峰值应变(ε_p)的相关关系为ε_c=0.667εp,通过引入应变速率温度补偿因子(即Zener-Hollomon参数,又称Z参数)建立了该合金动态再结晶临界发生模型:ε_c=2.355×10^(-4) Z^(0.1519)。变形温度的提高和变形速率的降低能够促进6A02铝合金动态再结晶行为的发生,所建立动态再结晶临界模型获得的结果与热压缩实验结果吻合良好,表明该临界模型可以较准确地预测6A02铝合金热成形过程中动态再结晶发生的临界条件。

微合金钢热变形奥氏体再结晶图及Y参数的应用

研究了含钒、钛的微合金钢高温轧制变形时奥氏体的动、静态再结晶行为 ,分别确定了不同热变形条件及等温停留对奥氏体组织状态的影响 ( ε- Z图及 τ- ε图 )。在此基础上 ,与动态再结晶图中的 Z参数相对应 ,引入

热加工过程AISI1215钢动态再结晶临界条件

根据AISI1215钢热模拟压缩实验的结果,采用Poliak和Jonas提出的计算动态再结晶临界应变(εc)和临界应力(σc)方法,研究了形变温度和应变速率对εc和σc的影响规律。结果表明,在应变速度较低时(小于30 s-1),采用指数函数形式可以较好描述热加工参数Z(Zener-Hollomon参数)与εc,σc,εP(峰值应变)和σP(峰值应力)间的关系,实验分析的结果表明,峰值应变(临界应变)与Z参数之间表现为正比关系,Z参数增大(形变温度降低或应变速度增加),材料发生动态再结晶的临界应变增加,应力应变曲线上表现出的表观峰值应变增加。根据模型计算的结果,在实验数据的范围内,动态再结晶临界应变与应力应变曲线的峰值应变之间的比值约为0.4~0.5之间,明显小于一般工程应用中估计的0.7。根据模型的计算的结果,用中断淬火试验进行了验证,结果表明与模型计算值吻合良好。