寒区某超长隔震结构建造全过程温缩变形分析

针对严寒地区某超长隔震结构建造周期长、平面形状复杂、结构跨度大、季节温差显著及分阶段施工的特点,建立了超长隔震结构建造全过程隔震层温缩变形的计算方法,结合现场的施工进度、方案和步序,采用有限元软件对建造全过程进行了详细的模拟,分析了结构建造全过程隔震层的温缩变形大小及演化规律,并与现场实测结果进行对比验证,最后探讨了结构分阶段施工、施工路径及后浇带设置方式对隔震层温缩变形的影响规律.结果表明:建造全过程温缩变形的模拟结果与实测结果吻合较好,隔震层的温缩变形随着施工进度推移大体呈周期性变化,且与环境温度变化有很大的相关性;超长隔震结构分阶段施工时,各阶段结构之间存在相互约束作用,结构最终的温缩变形是各阶段结构协调变形的结果;合理的施工路径和结构单元划分,能有效减小隔震层的温缩变形;相较于不设置后浇带的情形,当结构后浇带处附加钢筋连通时,隔震层最大温缩变形仅降低了6.3%,而当后浇带处钢筋全部搭接时,隔震层最大温缩变形降低36.3%.

45钢的温变形行为及本构模型

在变形温度为600~700℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)及变形量为60%的条件下,采用Gleeble-3500热模拟试验机对45钢进行了等温压缩试验,研究了其温变形行为。在对45钢真应力-真应变曲线进行摩擦修正及绝热修正的双修正基础上,建立了45钢基于Arrhenius方程的本构方程、基于应变补偿的Arrhenius本构方程和BP(Back-propagation)神经网络的本构模型。结果表明:45钢的流变应力对变形温度和应变速率十分敏感,随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加。通过计算本构方程的预测值和试验值的相关系数与平均相对误差发现:基于Arrhenius方程的本构方程,相关系数为0.98537,平均相对误差为3.1197%;基于应变补偿的Arrhenius本构方程,相关系数为0.97923,平均相对误差为4.42948%;基于BP神经网络的本构方程,相关系数为0.99682,平均相对误差为2.28368%,表明基于BP神经网络的本构方程的整体预测性较好,具有较低的误差及较好的预测性。

列车亚共析钢温变形过程中流变行为及组织演变规律研究

随着现代铁路交通的迅猛发展,对列车亚共析钢温变形过程中流变行为及组织演变规律的研究日益引起行业专家的关注。亚共析钢是铁路车辆中最常用的材料之一,其温变形过程中的流变行为和组织演变规律的研究对保障列车行车安全具有重要意义。通过深入研究温变形过程中的流变行为和组织演变规律,可以揭示亚共析钢的力学性能、塑性变形规律和组织演变机制,为优化亚共析钢的热处理工艺和制造工艺提供科学依据。这将有助于提高列车运行效率、降低维护成本,推动铁路交通事业的可持续发展。

基于环境温度概率模型的超长隔震结构温缩变形控制研究

针对寒冷地区超长隔震结构在施工期和运营初期存在较大隔震层温缩变形的特点,以陕西省咸阳市在建的某超长复杂隔震结构为研究对象,从后浇带划分方式、后浇带封闭时间和隔震层刚度生成时间等方面探讨隔震层温缩变形的控制措施。首先,基于广义极值分布模型给出了极端温度重现期为10年、50年和100年的环境温度极值,确定了考虑结构环境温差和干缩变形影响的综合温差取值;然后,将综合温差施加于不同的后浇带划分结构模型,系统分析了隔震层温缩变形演变过程,以及后浇带划分方式、后浇带封闭时间和隔震层刚度生成时间对隔震层最大温缩变形的影响规律。分析结果表明:部分变形监测点温缩变形的变化趋势在后浇带封闭前后发生变化;结构设置后浇带且后浇带处钢筋不连通能有效控制隔震层的最大温缩变形;但随着结构长向后浇带条数的增加,最大温缩变形的减小幅度逐渐降低;后浇带的封闭时间宜结合隔震层温缩变形的控制目标和结构施工的整体性要求进行选择;隔震层刚度生成在温度温和的季节,能明显减小纯温差变形,从而降低隔震层最大温缩变形。

过共析钢温变形过程中的组织演变 Ⅰ.铁素体的等轴化及Al的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,结合SEM,TEM和EBSD等方法研究了过共析钢温变形过程中的组织演变规律,重点讨论了铁素体的等轴化演变过程,同时考察了合金元素Al的影响.结果表明:过共析钢温变形经历片层渗碳体的熔断球化、铁素体的等轴化以及渗碳体的溶解再析出等过程.温变形初期,片层状渗碳体缺陷处局部熔断的同时其近邻铁素体内产生大量位错,并通过动态回复过程形成亚晶;继续变形过程中,由于渗碳体粒子钉扎,亚晶发生转动,导致大角度晶界的形成,即铁素体通过连续动态再结晶过程实现等轴化.Al的加入细化了铁素体晶粒尺寸,提高了等轴状铁素体晶粒大角度晶界的比例.

过共析钢温变形过程中的组织演变 Ⅱ.渗碳体的球化及Al的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了合金元素Al的添加对过共析钢等温球化及温变形过程中渗碳体球化及所得超细(α+θ)复相组织的影响.结果表明:等温球化时,Al的添加使过共析钢获得较细小的渗碳体颗粒与较小铁素体晶粒的复相组织;在温变形过程中,合金元素Al能够阻碍Fe和C原子的扩散,减缓片层渗碳体的熔断球化及渗碳体粒子的粗化,抑制渗碳体粒子在铁素体内部的再析出,获得超细(α+θ)复相组织.

温变形对汽车车身用6061铝合金自然时效及力学性能的影响

以汽车车身用6061-T4铝合金为研究对象,利用显微硬度测试、拉伸试验和透射电子显微镜(TEM),研究温变形对汽车车身用6061铝合金自然时效及烤漆硬化的影响。结果表明:温变形后的6061铝合金不会发生明显的自然时效效应,放置8 d的自然时效过程中硬度值保持稳定;对温变形样品分别立即和停放8 d后,实施模拟烤漆(180℃人工时效30 min)温变形后立即进行烤漆,其硬化能力与放置8 d后再进行烤漆样品的无明显差异。合金烤漆后的硬度与温变形温度有关,在160~230℃范围内,随着温变形温度上升,硬度上升;而经250℃拉伸后,烤漆硬度出现下降,230℃为最适宜温度,此条件下成形后的6061铝合金经烤漆过程后,硬度最高值可达到114HV。

镁合金温变形过程中的孪生及孪晶交叉

对AZ31镁合金在3种温度(523,573和673 K)下进行了单向压缩变形.在523 K,当真应变ε达到0.22时真应力-真应变曲线出现尖锐的应力峰值,在应力峰值之前先后经历了缓慢加工硬化(0.02≤ε<0.06)和急剧加工硬化(0.06≤ε<0.22)2个阶段.利用SEM/EBSD技术分析了这2个阶段对应的显微组织.结果表明,在缓慢加工硬化阶段(ε=0.03),仅有少量孪晶出现;在急剧加工硬化阶段(ε=0.06),产生了大量{1012}孪晶,孪晶间的相互交叉导致材料产生急剧加工硬化.AZ31镁合金{1012}孪晶间交叉有5种可能存在的形式,孪晶的形成和交叉与压缩应力方向有密切关系.在基体应力方向分别为近似〈1120〉和〈1010〉方向时确认了(1012)(0112)和(1012)-(0112)2种交叉形式.

热轧AZ31镁合金温变形中的微观组织演变

在50～250℃的温度范围和1.4×10-3～1.4×10-1s-1的应变速率范围内通过单向拉伸试验检验了热轧AZ31镁合金的温变形性能。通过光学显微镜和透射电镜观察了温变形中的微观组织演变。结果表明:在温变形的初始阶段,孪生为主要的变形机理和硬化机制。由孪生变形积聚的畸变能和非基滑移的启动导致了动态再结晶的形核与长大。应变速率的提高对动态再结晶的抑制是造成AZ31镁合金温变形中应变速率敏感性的原因。

马氏体温变形超细化过共析钢

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了含Al和不含Al两种过共析钢马氏体温变形和等温回火过程中的组织超细球化演变及超细球化组织的力学性能。结果表明:与马氏体等温回火相比,马氏体温变形加快马氏体的分解动力学,在较短的时间内即获得超细化(α+θ)复相组织。温变形过程中的组织超细化演变主要经历渗碳体粒子的析出与粗化及铁素体基体的动态回复和动态再结晶;而在等温回火过程中,铁素体主要发生静态回复和晶粒长大,并没有再结晶现象发生。合金元素Al的加入在等温回火和温变形过程中均抑制马氏体的分解,阻碍渗碳体粒子的粗化和铁素体晶粒的长大,导致复相组织的细化。同时,Al的加入使马氏体温变形和等温回火后所得超细化(α+θ)复相组织在不降低总延伸率的前提下,强度得以明显提高。

初始织构对AZ31镁合金中温塑性变形的影响

采用光学显微镜和XRD宏观织构分析，研究了具有不同初始织构的AZ31镁合金在中温热模拟压缩变形中组织和织构的演变行为。结果表明：以柱面织构为主的试样较基面织构试样有更好的变形能力，其塑性在210-230℃温度区间内显著改善。取决于柱面〈a〉滑移能协调样品应变；压缩过程中由于主要变形机制由{1012}孪生转变为柱面滑移，基面组分先增强后减弱，柱面组分先减小后增强；以基面织构为主的试样脆韧转变发生在230-250℃，取决于〈c＋a〉滑移启动和DRX；压缩过程中基面组分减弱，柱面组分增强。温度升高促进非基面滑移系和DRX的激活，使初始织构的影响减弱．

中碳钢温变形的力学特性

利用Gleeble-3500热模拟实验机对中碳钢铁素体+珠光体组织进行温变形压缩试验,研究其在不同变形温度(500～700℃)和应变率(0.001～10s-1)条件下的流变行为及其主导机制.研究结果表明:温变形过程先从铁素体变形开始,而后珠光体开始变形,渗碳体片层结构被破坏;铁素体晶粒细化至1～2μm;珠光体片层被破坏使流变应力形成峰值;温变形流变应力曲线特征具有显著差异性,对工件塑性成形、工模具载荷分布及变形产生重要影响.

高碳钢的温变形行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上,用热压缩方法研究了原始组织为层片状珠光体的高碳钢在温度为913-973 K、应变速率为0.01-10 s-1范围内的温变形行为。结果表明:实验条件下,流变应力及峰值应变随变形温度的降低和应变速率的提高而增大。另外,回归出了高碳钢的峰值应力及峰值应变与变形温度、应变速率之间的关系,得到了相应的形变激活能和温变形方程式,为高碳钢的温变形工艺优化提供了理论依据。

渗碳20CrMnTi温变形超细晶粒的形成机制

研究了渗碳 2 0CrMnTi钢温变形过程中微观组织演化规律 ,结果表明 :通过温变形 ,渗碳 2 0CrMnTi钢的晶粒由 16 μm～ 2 0 μm超细化到 2 μm～ 3μm ,甚至 1μm以下 ;晶界区域局部变形和晶界滑动控制晶粒的细化 ;而变形参数 。

AZ31镁合金温变形对其性能影响的研究

为了研究温变形对铸态AZ31镁合金力学性能的影响,在210-300℃温度范围内对均匀化后的合金进行了不同程度的平面应变压缩,并根据微观组织的演变对其进行了分析．结果表明:随变形温度的升高,在相同的变形程度下晶粒有长大的趋势,其抗拉强度增量下降;在同一温度下变形,强度增量随着变形程度的增加而增大,变形到一定程度时,呈现减小的趋势．在210℃下变形,当ε达到2．07时,其抗拉强度最大可达 305MPa,较铸态提高近50％．表明AZ31合金温变形时,通过形变强化与细晶强化的合理组合,可获得细小均匀的等轴组织,大幅度提高镁合金的强度．

20CrMnTi钢温变形流变应力和组织变化研究

本文利用等温压缩实验 ,研究了 2 0 Cr Mn Ti钢不同相区的流变应力变化规律 ,并借助于冶金测试方法研究了相应的组织变化 ,探讨了流变应力的变化机理 ,为温成形工艺研究提供了可靠的参考依据。

中碳钢马氏体组织温塑性变形力学行为

利用Gleeble 3500热模拟试验机对中碳钢淬火和完全退火组织的温加工流变应力在不同的变形参数条件下进行了对比研究,并根据其真σ-ε曲线拟合了可反映该材料两种原始状态下压缩的稳态流变曲线和变形参数之间关系的中温压缩变形本构方程。结果表明:当.ε为0.01 s-1时,室温压缩的σ-ε曲线,淬火态的远高于退火态;350~550℃压缩,淬火态稍高于退火态;高于600℃压缩,淬火态的流变应力在变形初期略高于退火态,随应变的增加,淬火组织的流变曲线低于退火组织;在压缩温度为650℃,.ε为1 s-1、0.1 s-1、0.01 s-1时,淬火和退火组织压缩的σ-ε曲线有交点,在.ε为0.001 s-1时,淬火组织的σ-ε曲线低于退火组织的σ-ε曲线。

ZTC4钛合金温变形力学行为研究

研究了ZTC4合金在温度700～900℃、应变速率10^(-2)～30s^(-1)、最大变形程度70%条件下的温变形行为,结合试样开裂状态,获得了ZTC4合金单向压缩成形性能,并对其微观组织进行了分析。结果表明:ZTC4合金是一种温度、应变速率敏感材料,流动应力随应变速率增加、温度下降而明显上升,其流动曲线具有应力峰和变形软化特征,在ε≥0.8～0.9以后,流动应力趋于饱和稳定状态;通过控制变形温度和应变速率等参数,在(α+β)两相区可实现ZTC4合金的塑性变形,同时细化其组织。

2205双相不锈钢中温塑性变形行为及本构方程

在AG-10TA万能材料试验机上进行2205双相不锈钢拉伸实验,实验温度473K^1073K,拉伸速率0.001s-1~0.1s-1,测定拉力和变形数据,得到真应力-真应变曲线。结果表明,2205双相不锈钢的变形抗力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而减小;在中温时有明显的加工硬化现象,硬化指数n约为0.3,高温时材料发生再结晶,曲线平缓无明显加工硬化;在不同温度和应变速率下变形时,材料的延伸率均高于25%,并且随温度的升高而增大,随应变速率的变化不明显;本构方程能较好的反映2205双相不锈钢在中温变形过程中流变应力的变化,拟合精度高。

高碳珠光体钢在温变形过程中的组织变化

用SEM、TEM等方法研究了一种原始组织为层片状珠光体的高碳钢在多向温变形(楔横轧)和单向温变形(压缩)条件下试样心部与表层显微组织的演变情况。结果表明,在多向温变形条件下,试样表层可获得铁素体晶粒与渗碳体颗粒尺寸均在0.3μm以下的超微细(α+θ)复相组织,心部渗碳体片虽已碎断并部分球化,但其排布形态与变形珠光体基本保持一致,而单向温变形条件下的情况则恰好相反;变形过程中试样所受应力、应变状态的不同是引起组织差异的根本原因。