Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢的动态再结晶行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢进行单道次压缩实验,研究其在温度为1 000～1 150℃和应变速率为0.01～0.1 s-1条件下的动态再结晶行为.通过加工硬化率和应变的关系曲线确定该贝氏体钢发生动态再结晶的临界条件,并建立动态再结晶临界应变模型和峰值应变模型.根据应力-应变曲线数据确定不同变形条件下该贝氏体钢的动态再结晶的体积分数,并利用该体积分数建立动态再结晶动力学模型.研究结果表明:Mn-Nb-Cu-B低碳贝氏体钢高温变形存在动态再结晶现象,且随着变形温度的升高,应变速率的降低,动态再结晶临界应变量减小,更容易发生动态再结晶.采用回归法确定该贝氏体钢的动态再结晶激活能为328 kJ/mol,并获得该贝氏体钢的热加工方程.该低碳贝氏体钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值εc/εp为0.63.     

控氮304不锈钢热变形过程中的动态再结晶行为研究

为优化控氮304不锈钢热成型的工艺,深入分析了其在热变形过程中的动态再结晶行为并建立了完整的数学模型。通过热压缩实验获得了16组不同温度、不同应变速率下的流动应力曲线,采用二次求导法确定了发生动态再结晶的临界应力σc、饱和应力σs、稳态应力σss等特征值,结合相应的显微组织分析表明:随着变形温度的升高、应变速率的减小,动态再结晶易发生。基于Estrin-Mecking位错密度演化方程及Avrami动力学方程,建立了该材料的热变形流动应力模型及动态再结晶动力学模型,模型预测的流动应力曲线与实验结果吻合较好,动力学模型预测的动态再结晶分数曲线也与实验观察到的晶粒组织变化趋势一致,证明了该数学模型的有效性。     

20Mn2SiV非调质钢热变形流变应力模型

利用MMS-300热模拟试验机,对20Mn2SiV非调质钢在变形温度为900~1 100℃及应变速率为0.01~10s-1条件下的流变应力进行了研究,讨论了Z参数与动态再结晶之间的关系,并建立了该钢的热变形流变应力模型.结果表明:采用Z参数可以判断动态再结晶发生与否,当lnZ≤32.76时,20Mn2SiV非调质钢发生动态再结晶;根据动态再结晶发生与否以及应变是否达到动态再结晶临界应变值,分别建立了不同情况下的流变应力模型,模型拟合效果良好.     

三叉晶界优先形核模型及其动态再结晶仿真

为了实现三叉晶界处动态再结晶优先形核,基于元胞自动机的摩尔邻居,提出一个辨识三叉晶界处元胞的方法和三叉晶界优先形核模型,通过HPS485wf钢动态再结晶过程的元胞自动机仿真检验了该模型的合理性和应用效果.研究结果表明,所提方法和优先形核模型可有效用于动态再结晶过程仿真;与传统模型相比,其仿真结果不仅保持了由传统模型仿真得到的动态再结晶的多轮次演变过程、组织形貌特征、"S型"的动态再结晶面积分数-应变曲线和全程流变应力模拟精度(0.1%),而且能够在所辨识三叉晶界处实现优先形核,更真实地反映了动态再结晶的形核现象.     

基于DEFORM-3D的7050铝合金动态再结晶元胞自动机模拟

通过热模拟实验与金相实验建立7050铝合金流变应力模型与动态再结晶的元胞自动机模型(CA模型),该模型综合考虑动态回复、位错密度以及形核率等因素对动态再结晶的影响。应用DEFORM-3D有限元软件模拟7050铝合金自由锻过程与微观组织演变,研究工艺参数与锻件变形程度对微观组织的影响。研究结果表明:变形充分的中心区域先发生动态再结晶,拔长工艺对动态再结晶影响明显,经过拔长可得到均匀细化的组织;经过自由锻工艺后动态再结晶体积分数为40%左右,平均晶粒尺寸为20μm左右。模拟结果与工业实验结果吻合。     

高强冷轧铌钢的再结晶退火与性能模型

冷轧汽车钢板需要进行退火处理,以消除加工硬化,改善力学和加工性能.通过研究冷轧高强度含铌汽车钢板再结晶退火过程中的组织、结构与力学性能变化规律,建立再结晶退火工艺与钢板力学性能间的数学模型.该模型高度显著,可用于指导生产.     

AZ31镁合金无缝管挤压动态再结晶数值模拟研究

通过热压缩实验得出温度在300~450℃,应变率为0.01~1 s-1时的应力-应变曲线,建立了AZ31镁合金的动态再结晶模型。该模型用于AZ31镁合金无缝管挤压过程中动态再结晶过程的数值模拟,并通过金相观察得以实验验证。结果表明,在挤压速度确定的情况下,挤压温度对动态再结晶分数的影响最为明显。随着挤压温度的升高,动态再结晶体积分数明显增大。预测的动态再结晶体积分数与实验结果吻合。     

15MnV钢热变形中组织变化的数学模型

采用热压模拟机研究了15MnV钢热形变中及其以后的冷却后的组织变化，得到计算组织变化的数学模型，该模型中包括有：单道次形变，多道次形变，等温形变，连续冷却形变等条件的奥氏体再结晶动力学，再结晶晶粒尺寸，再结晶后的晶粒粗化，以及热变形奥氏体转变的铁素体等，用模型计算的结果与实测值吻合较好。     

低碳含铌钢粗大奥氏体的静态再结晶

利用Gleeble1500热模拟机研究了Nb质量分数0.089%的高温热机械轧制钢(4#Nb钢)在粗大奥氏体晶粒条件下的静态再结晶规律.作为对比,同时研究了一种铌质量分数0.049%的低碳含铌钢(2#Nb钢)的静态再结晶规律.实验结果表明:4#Nb钢的静态再结晶动力学过程比2#Nb钢慢,在高温时差异较小;随着形变温度的降低,4#Nb钢的静态再结晶动力学被极大地延迟.根据实验数据建立了静态再结晶模型,该模型对轧制工艺的制定有一定的指导意义.     

含铌微合金钢的再结晶组织演化模拟

建立了热轧时流变应力、回复、再结晶及析出的物理冶金模型,用于计算轧制时位错密度变化、再结晶形核、再结晶晶粒长大以及粒子析出等. 结果表明,模型对含铌微合金钢在不同的热轧形变条件下模拟结果与实验值符合较好,可以有效预测在不同热轧形变条件下的再结晶体积分数与再结晶晶粒大小. 模型包含基本冶金现象的描述,原则上通过调整材料基本参数,可以运用于不同的钢种.     

X46级管线钢热连轧过程中结晶组织演变及流变应力的预测

开发描述含铌微合金钢软化行为的再结晶及形变诱导析出模型，并对奥氏体再结晶动力学和结晶组织演变进行了模拟计算。在此基础上建立了计算精轧过程应力-应变曲线的流变应力模型，根据现场数据预测了X46级管线钢精轧过程中的轧制压力。结果表明，该模型的计算结果与实测值吻合较好，反映了工业生产的实际。     

Ti微合金化Q390高强钢热变形行为研究

通过单道次压缩实验,研究了屈服强度390 MPa级Ti微合金化高强钢的热变形行为,并建立了实验钢的变形抗力模型和动态再结晶数学模型.结果表明:随着变形温度的降低,变形抗力逐渐增大;随着应变速率的增大,应力-应变曲线由动态再结晶型转变为动态回复型.Q390钢的动态再结晶激活能为257.142 k J/mol.建立的高精度的数学模型可表征Ti微合金化Q390钢的高温变形行为.与常规成分体系相比,Ti微合金化成分设计的实验钢轧制时所需的轧制力较小,更容易发生动态再结晶,有利于奥氏体晶粒的细化,可有效地提高钢材强韧性.     

Q235钢CSP轧制时动态再结晶行为研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究Q235钢连铸坯CSP轧制时在高温变形过程中的动态再结晶行为.结果表明,在高变形温度和低应变速率条件下Q235钢易发生动态再结晶;在回归相应的数学模型后,建立了Q235钢的热变形方程式.对Q235钢连铸坯热变形后的组织进行分析,发现奥氏体发生动态回复后转变的铁素体组织中也有动态再结晶晶粒.     

高硅电工钢超薄带冷轧过程中的织构演变

采用轧制工艺制备了0.10 mm厚的6.5%Si高硅电工钢超薄带,并用X射线衍射技术对冷轧过程中的形变织构演变规律进行了研究,进而提出了分别有利于λ(100//ND,ND为轧面法线方向)和η(100//RD,RD为轧向)再结晶织构优化的形变织构控制方法.研究表明,50%~70%压下率有利于η再结晶织构优化,易于促进S=0.5层强η再结晶织构的形成.小于30%压下率和91%~97%压下率均有利于λ再结晶织构优化,其中30%的压下率更适合于二次冷轧法制备高硅钢超薄带时λ再结晶织构控制.     

冷轧低合金高强钢再结晶和析出行为研究

利用热模拟试验机研究了冷轧低合金高强钢的再结晶动力学规律,并基于JMAK方程建立了再结晶动力学模型,为退火过程中铁素体再结晶和析出行为的控制提供了理论依据.结果表明,随退火温度升高,铁素体达到完全再结晶时所用时间大大缩短;冷轧压下量相同时,初始贝氏体组织具有更高的位错密度和储存能;80℃/s快速加热条件下,回复和再结晶过程相应同步提前,且再结晶发生前的剩余变形储能增大,从而使铁素体再结晶快速完成.同时新工艺下实验钢析出粒子尺寸更均匀,体积分数更高,析出强化贡献更明显.     

合金含量对热变形奥氏体组织演变的影响

建立了低合金和微合金钢奥氏体再结晶动力学模型,并采用单道次和双道次压缩实验来验证Si-Mn钢和Nb-V钢模型中的参数,实验结果证明了模型的准确性.将该模型应用于宝钢2050热轧生产线来预测奥氏体晶粒尺寸在热轧过程中的变化,以及每一道次流变应力.结果表明,添加低合金和微合金元素都能抑制再结晶的发生和晶粒长大,使流变应力增高.     

含Nb船板钢再结晶行为及控轧工艺研究

在Φ450轧机上对含Nb船板钢进行阶梯轧制,研究不同变形温度和变形量下高温奥氏体再结晶行为,绘制出奥氏体形变再结晶区域图,根据再结晶区域图进行热轧实验,通过两种不同的控轧工艺实验对比,寻求力学性能稳定的含Nb船板钢控轧工艺。结果表明,变形温度为1000℃,20%的变形量可发生奥氏体再结晶;变形温度为900℃,低于30%的变形量不发生奥氏体再结晶,变形量增大至40%～50%,发生部分奥氏体再结晶;变形温度为850℃,50%的变形量也不发生奥氏体再结晶。终轧温度提高至910℃,利用超快速冷却技术,合理控制精轧阶段的变形量,可使含Nb船板钢获得与低温终轧条件相当的力学性能。     

冷轧工艺对取向硅钢初次再结晶织构的影响

研究了取向硅钢制备过程中常见的两种冷轧工艺,主要研究了一阶段冷轧与两阶段冷轧+中间退火工艺对初次再结晶组织及织构的影响.结果表明:采用两阶段冷轧+中间退火工艺制备以Cu2S为主抑制剂的取向硅钢,其初次再结晶平均晶粒尺寸为181μm,高斯晶粒的体积分数为06%,迁移性强的重位点阵晶界(Σ5+Σ9)和高能晶界(20°~45°取向偏差角)所占比例分别为18%和504%.与一阶段冷轧工艺相比,其初次再结晶晶粒较细,且高斯晶核与特征晶界所占的比例较高,有利于高斯晶粒发生二次再结晶.