12Cr13马氏体不锈钢热变形行为及微观组织分析

基于变形温度950~1150℃、应变速率0.1~10 s^(-1)等温热压缩实验数据,构建12Cr13钢的流变应力模型和热加工图,通过研究热变形中金属的微观组织演变规律,并优化工艺,使马氏体大角度晶界以及晶界密度均显著增加。研究结果表明:在低温低应变速率(950℃/0.1 s^(-1))条件下,原子空位扩散和位错滑移困难,此时动态再结晶不充分,动态回复占主导变形机制;然而在高温中应变速率(1100℃/1 s^(-1))条件下,再结晶晶粒数目显著增多,表现为锯齿状不连续动态再结晶特征,实现了晶粒细化,提高了材料的强韧性;此时δ铁素体相占比较少,δ铁素体相呈现等轴状分布,且晶界棱角形貌稳定存在。进一步研究发现,变形温度和应变速率同样对马氏体钢固态相转变影响显著,较高的变形速率对δ铁素体相的析出产生正面影响,而变形温度的影响归功于固态相变的驱动力。

变形温度对45#精冲钢组织演变的影响

利用热模拟单道次压缩实验研究了45#钢在不同温度变形过程中微观组织的演变规律。通过对变形过程中组织形貌的观察和应力-应变曲线的分析,讨论了变形过程中的相变行为和软化过程。结果显示,实验钢在热变形过程发生铁素体(DIF)和珠光体(DIP)两种形变诱导相变,Ar3温度以上变形时,主要发生形变诱导铁素体相变,伴随少量珠光体生成,并且随着变形温度的降低铁素体增加,珠光体略微降低;Ar3温度以下变形时,形变诱导珠光体逐渐取代铁素体,且随温度的变化趋势相反。低温变形时,形变诱导相变是软化的主要原因,高温变形时主要发生动态再结晶,导致软化,并且动态再结晶的软化作用要比形变诱导相变的好。

局部感应钎焊锯片基体的热变形分析

针对钎焊锯片基体在高温条件下的热变形问题,在有限元软件中对局部感应钎焊锯片基体的温度、组织以及应力应变场进行分析,研究影响锯片基体变形的因素。结果显示:锯片基体发生的相变主要分布在钎焊工作面上,冷却至室温后主要得到铁素体、珠光体、贝氏体3种组织。当热源的扫描速度增大,基体的变形量以及残余应力都随之增大。当扫描速度从0.25 mm/s增至2.00 mm/s时,相变层厚度从5.8 mm降至4.7 mm,最大变形量从0.41 mm增至0.82 mm,且残余应力从482 MPa增至667 MPa。试验与仿真结果基本一致。

Mg-Fe电气石的热膨胀与相变

对Mg Fe系列的两种电气石进行了不同温度下的热膨胀与相变研究 ,发现电气石在 90 0℃以下保持稳定 ,90 0～ 95 0℃分解 ,镁电气石分解为堇青石 α与非晶质 ,黑电气石分解为赤铁矿与Al5(BO3)O6。加热过程中电气石晶胞大小发生变化 ,是晶体热膨胀与Fe2 + →Fe3+ 替代、OH-→O2 -替代综合作用的结果。在含Fe的电气石中 ,晶胞收缩幅度取决于电气石中Fe2 + 的含量 ;80 0℃时 ,Fe2 + 完全氧化 ,表面赤铁矿晶出 ,晶胞收缩显著。电气石的热膨胀率为锂电气石 >镁电气石 >黑电气石 ;c轴 >a轴。

热变形参数对TA15合金组织的影响及其相变动力学

采用Gleeble-1500热模拟机单道次热压缩变形实验和元胞自动机方法观察模拟了TA15在变形温度为750~1100℃、应变速率为0.01~1s-1范围内的微观组织变化,研究了不同变形参数对等温热压缩过程中微观组织和性能的影响;根据元胞自动机模拟结果,计算其相变动力学。热压缩实验结果表明,该合金属于温度敏感型和应变速率敏感型合金,随着温度的升高或应变速率的降低,β相含量增加;元胞自动机模拟结果表明,相变动力学Avrami指数n在2.0~3.0之间。

Gleeble3800热模拟试验机在宝钢的典型应用与功能开发

热模拟试验可研究成分与各工艺参数对组织和性能的影响 ,用于指导产品设计和实际生产工艺的制定 ,还有助于建立数学模型。文章介绍了Gleeble 3 80 0热 /力模拟试验机在宝钢实际应用中的几个典型试验 ,包括高温热塑性试验、多道次变形试验、冷轧薄板相转变点试验和HAZ焊接热影响区热模拟试验等。这些试验可用来解决连铸、轧钢和冷轧产品热处理生产中存在的一些问题。

结构钢热塑性变形后冷却过程的数值模拟研究综述

对过冷奥氏体转变过程数值模拟的基本原理、研究方法进行了总结,介绍了温度场、组织场、应力/应变场的数值计算。同时介绍了大应力作用下相变动力学模型研究的现状,以及过冷奥氏体转变过程数值模拟的难点及存在的问题。

薄板激光弯曲机理的研究

试件在激光与材料非熔凝作用下动态变形过程实时测量的结果表明 :薄板在激光照射下所引起最终变形的方向取决于材料的性质 ,可能是朝向激光束或背向激光束。研究结果进一步完善了薄板激光弯曲的变形机理 ,并为研究薄板激光弯曲过程奠定了基础。

热变形参数对0.05C-0.13Nb钢相变组织影响

利用Thermecomastor-Z热模拟试验机,研究了含铌0.13%微合金低碳钢奥氏体未再结晶区(超过50%、发生再结晶)变形、并以0.1～50℃/s的冷却速度连续冷却过程的相变。研究了热变形参数对相变组织的影响。结果表明,在未再结晶区变形,在连续冷却条件下,冷却速度≥5℃/s时,90%以上组织为粒状贝氏体;在相同变形温度情况下,随着变形量的增加,先共析铁素体的量增加,贝氏体的量随之减少。

Ni-Ti-Nb合金不同变形条件下的相变曲线

对不同的变形条件下Ni47Ti44Nb9合金的DSC相变曲线进行测定,分析了它们与变形量的变化规律。结果表明,变形量越大,相变热焓随之有所增加。

Ti-44Al-5Nb-1Mo-(V,B)合金热变形过程中的相变、再结晶行为及组织调控

TiAl合金的本征脆性导致其变形能力差,这严重限制了TiAl合金的广泛应用。本工作以经过均匀化处理的Ti-44Al-5Nb-1Mo-(V,B)合金为研究对象,通过热模拟单道次压缩实验,从TiAl合金的变形温度、变形量、应变速率和保温时间四个方面探讨了变形条件对TiAl合金显微组织的影响。结果表明:在热压缩变形初期,首先发生的是片层弯折变形,部分片层“破碎”(由再结晶及相变共同诱导发生);随变形量逐渐增加至40%,由片层“破碎”产生的等轴晶粒增多,残余片层团明显减少。另外,变形温度的升高与应变速率的下降均能促进动态再结晶与L(α_(2)/γ)→γ+β+α等相变行为的发生。随着保温时间的延长,晶粒的再结晶程度提高。变形温度1200~1250℃、应变速率0.01 s^(-1)、变形量60%、适当延长保温时间至1800 s,最利于此合金再结晶及相变行为的发生,可获得均匀细小的近全片层组织。

变形工艺对Q345GJC高建钢连续冷却相变的影响

借助Gleeble-2000型热力模拟实验机,研究了Q345GJC高建钢奥氏体连续冷却过程的相变规律,结合热膨胀法和金相法,分别构建实验钢奥氏体动态和静态连续冷却相变曲线(CCT),分析了加速冷却、热变形和工艺温度对实验钢相变的影响。结果表明,与静态CCT曲线比较,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动,γ/α相变开始温度随冷却速度的增大而逐渐降低;高温变形对铁素体和珠光体组织转变有利,扩大了铁素体相变区,但阻碍了贝氏体相变;奥氏体变形对贝氏体转变是双重的,高冷速变形促进贝氏体相变,低冷速变形抑制贝氏体相变。

热变形条件下X70管线钢的显微组织和力学性能研究

以X70管线钢为对象,采用热膨胀仪和热模拟试验机对其动态和静态相变温度进行测定,研究不同冷却速率对X70管线钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,含PF+B双相组织的X70管线钢,其抗拉强度和伸长率高于AF组织管线钢,但其屈服强度明显低于后者。

Cr-Nb-Cu系X80HD2大应变管线钢冷却转变规律研究

研究26.4 mm厚度X80HD2大应变管线钢在未变形和变形条件下的连续冷却转变行为。通过Gleeble-2000热模拟试验机与光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等相结合的方法,测定未变形和变形奥氏体的连续冷却转变曲线,并对不同冷速和变形条件下的组织进行观察分析。结果表明:冷速较低时,均得到以粒状贝氏体为主的多相组织,高冷速下得到以板条贝氏体为主的多相组织;Cr、Cu等元素能够增强过冷奥氏体稳定性,抑制先共析铁素体的形成,扩大贝氏体的形成区间;第二相粒子析出强化,晶粒细化、组织类型及比例的变化是显微硬度随冷却速度增大的主要原因。

DH36高强度船板钢对接焊残余应力与变形数值模拟与试验分析

为了解某大洋开采船钻台面分段合拢焊缝产生的焊接变形和残余应力,对局部焊接接头结构即DH36高强度船板钢多层多道对接焊产生的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和试验分析。为了提高数值模拟的准确性,基于热弹塑性理论,以SYSWELD软件为计算平台,建立了基于固态相变的三维“热-冶金-机械”耦合的多物理场热弹塑性有限元计算方法。数值模拟与试验结果表明,DH36多层多道对接焊主要产生角变形;焊缝及近焊缝区沿着焊接方向的纵向残余应力主要为拉应力;横向残余应力分布比较复杂,沿着中央横截面上表面除了在最后一道焊缝及其附近是压应力其余为拉应力。数值模拟与试验结果误差很小,考虑固态相变因素的热弹塑性有限元法可以对焊接变形和残余应力进行准确的预测。

低碳铌钒微合金化钢奥氏体连续冷却转变行为

用Gleeble-3800热模拟试验机结合金相分析研究了低碳Nb-V微合金化钢奥氏体连续冷却过程的相变规律。结果表明:试验钢的动态CCT曲线和静态CCT曲线相比,整体向左上方移动,随冷却速度的增大,A→α-Fe相变开始温度逐渐降低;高温变形促进铁素体和珠光体相变,缩小了铁素体转变区;当冷速较低时变形促进贝氏体转变,冷速较高时变形抑制贝氏体转变。

NiTi形状记忆合金的热瞬态相变与变形行为研究

通过材料的热-力循环实验及数字图像相关(DIC)测量方法来系统研究Ni Ti记忆合金的热瞬态行为,得到不同恒应力水平下及不同温度变化率下的热瞬态响应。根据得到的实验结果,系统分析了温度诱发马氏体相变中的马氏体带演化出现的原因、演化规律以及临界相变应力与温度的关系,揭示了Ni Ti记忆合金的热瞬态相变及变形演化与所在的应力状态及温度变化速率的密切关系,为Ni Ti记忆合金的热瞬态过程的有限元多尺度模拟提供重要的参考。