基于L-J位错密度模型及CA法的45Cr4NiMoV合金动态再结晶行为

基于热压缩实验得到的数据,获得了45Cr4NiMoV合金在改进的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型中的应变软化参数及应变硬化参数,建立了45Cr4NiMoV合金的动态再结晶模型。采用元胞自动机(CA)方法,应用DEFORM-3D软件对45Cr4NiMoV合金热成形过程中的动态再结晶行为进行有限元分析,并与实验得到的微观组织进行对比。结果表明:当应变速率及变形量一定时,较高的变形温度促使45Cr4NiMoV合金位错及晶界迁移运动加剧,其动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,模拟结果与实验结果较为吻合,验证了所建立的L-J位错密度模型的合理性,说明修正的L-J位错密度模型结合CA能准确预测45Cr4NiMoV合金的动态再结晶微观组织演变过程。

基于L-J位错密度模型模拟Cr8合金钢动态再结晶行为

为了研究Cr8合金钢动态再结晶行为,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr8合金钢进行了热压缩试验。基于试验得到的数据,建立了Cr8合金钢修正的Laasraoui-Jonas（L-J）位错密度模型,结合动态再结晶形核长大模型,采用Deform-3D有限元软件中元胞自动机（CA）模块模拟了Cr8合金钢的动态再结晶行为,并和试验得到的动态再结晶组织进行比较。结果表明,当变形温度为900-1200℃时,Cr8合金钢变形抗力与变形量曲线图呈现出典型的动态再结晶特征;Cr8合金钢的热激活能Q为340.332 k J/mol;应变速率一定时,随着温度的升高,Cr8合金钢动态再结晶晶粒尺寸增大,其再结晶晶粒尺寸的模拟结果与试验结果较为吻合,平均相对误差在7%以内,说明所建立修正的L-J位错密度模型能够准确预测Cr8合金钢动态再结晶组织的变化。

基于Laasraoui-Jonas位错密度模型的GWZK134合金动态再结晶行为研究

采用Gleeble-3500D热模拟试验机进行了单轴等温压缩试验,研究了GWZK134合金在变形温度360~480℃,应变速率0.001~1 s^(-1)条件下的动态再结晶行为,并基于镁合金的密排六方(HCP)结构,建立了改进的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型。结果表明:GWZK134合金的动态再结晶体积分数随温度的升高而增大,随应变速率的加快而减小。在变形过程中,动态再结晶由晶界处形核产生,并逐步向周围晶粒扩展,随温度升高或应变速率的降低,压缩条件下剪切应力引起的扁平状晶粒逐渐成为等轴晶。此外,通过模拟仿真结果与试验数据相比较,证明所建立的模型对该合金动态再结晶行为模拟较为准确。

Laasraoui-Jonas位错密度模型结合元胞自动机模拟AZ31镁合金动态再结晶

通过Gleeble 3500热压缩试验机对AZ31镁合金进行热压缩实验,得到温度为300、350、400、450和500℃,应变速率为0.03、0.3、和3 s 1的流变应力曲线。对流变应力曲线进行图形变换求解出不同应变速率下的回复参数r,求得的回复参数的自然对数lnr与温度的倒数1/T成线性相关。结果表明:可以采用修正的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型计算AZ31镁合金动态再结晶过程中的位错密度演变;修正的L-J位错密度模型结合元胞自动机(CA)能精确地模拟位错密度动态再结晶过程。

基于Laasraoui-Jonas位错密度理论的TA10钛合金微观组织演变模拟

为模拟TA10钛合金的微观组织演变,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机,在变形温度为800~1050℃,应变速率为0.01~5 s^（-1）的条件下,对TA10钛合金做了热模拟压缩实验。通过处理实验数据,得到不同变形条件下的动态回复软化率系数r,分析了变形温度和应变速率对r值的影响;建立了TA10钛合金的Laasraoui-Jonas（L-J）位错密度模型,结合元胞自动机法（Cellular Automata,CA）对TA10钛合金的微观组织演变进行模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明：TA10钛合金动态回复软化率系数r的值随应变速率的增加而减小,随温度的升高而增大;模拟结果与实验结果基本吻合,所构建的L-J位错密度模型能够准确预测TA10钛合金在热压缩过程中的微观组织演变。

马车螺栓镦锻成形微观组织有限元模拟

对304不锈钢的流变应力数据进行处理,获得了304不锈钢在改进的L-J位错密度模型中的应变软化参数、加工硬化参数和自扩散激活能等表征参数,建立了304不锈钢L-J位错密度模型,进而采用有限元方法对马车螺栓镦锻成形过程中微观组织变化开展有限元模拟,并将模拟结果与金相实验得到的微观组织进行对比分析。结果显示,304不锈钢马车螺栓成形过程中,螺栓头部晶粒被压扁、拉长明显,方颈部位晶粒也有一定程度的细化,而杆部晶粒变化不明显;螺栓成形后,6个样品区的应变分别为2.03、2.32、0.48、0.64、0.03和0.05,其中,螺栓头部内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约31.3%、33.5%,而硬度分别提高了约35.9%、40.8%,方颈部位内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约23.5%、26.2%,而硬度分别提高了约24.5%、30.2%,杆部外侧平均晶粒尺寸略微减小,硬度略微增加;模拟的平均晶粒尺寸比实验的平均晶粒尺寸要小,晶粒分布更密集,但误差水平大体一致。

应用Laasraoui-Jonas位错密度模型模拟工业纯钛微观组织演变

为模拟工业纯钛的微观组织演变过程,利用Gleebe-1500D实验机对工业纯钛进行热模拟压缩实验,变形温度为700、800、900和950℃,应变速率为0.01、0.1、1和5 s-1。对实验得到的数据进行处理,建立工业纯钛Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型,结合Deform-3D软件对工业纯钛的微观组织演变过程进行模拟,并和实验所得到的微观组织进行比较。结果表明,工业纯钛在热压缩过程中,随着变形量的增加,位错密度先增大再减小,材料内部微观组织发生回复与再结晶;再结晶晶粒的模拟结果与实验结果较吻合,所建立的L-J位错密度模型是合理的。

AZ41M镁合金动态再结晶组织演变模拟

在变形温度300～450℃,应变速率0.005～1 s-1条件下,采用Gleeble-1500D试验机对AZ41M镁合金进行热压缩实验;处理实验数据,求解不同变形条件下的动态回复软化率系数r,分析了温度和应变速率等工艺参数对r的影响;基于实验数据,建立了Laasraoui-Jonas（L-J）位错密度模型,借助Deform-3D软件对合金热压缩时的组织演变过程进行模拟,并将模拟结果与实验微观组织进行对比。结果表明,动态回复软化率系数r随温度升高而增大,随应变速率增加而降低;组织模拟结果与实验结果基本吻合,该位错密度模型能准确模拟合金动态再结晶过程中的微观组织演变。