初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响

中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%(质量分数)的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响.结果表明:初始组织为珠光体 先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程,在铁素体回复再结晶的同时伴随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出,得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,但等轴状铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布.温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出和铁素体回复与再结晶.由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀,变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗碳体的组织.     

铌对中碳Si-Mn系弹簧钢珠光体相变行为的影响

采用热模拟实验方法研究了铌对Si--Mn系弹簧钢相变特征的影响,分析了NbC的形变诱导析出行为.结果表明:弹簧钢中添加微量铌,推迟了珠光体转变,马氏体转变的最小冷却速率由5℃.s-1变为3℃.s-1;细化了珠光体,改变了珠光体组织形貌,渗碳体片层变薄、形状变得不规则,出现弯曲、断续;含铌弹簧钢在850℃变形时发生了NbC的形变诱导析出,NbC的析出位置为珠光体中的铁素体片层内、珠光体球团边界和位错处,析出物颗粒直径为10～15nm,形状近似球形.     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

碳钢高温变形两相区流变应力行为预测

部分钢铁材料在两相区高温变形时,流变应力往往不随变形温度升高而降低,而是在两相区内出现流变应力的谷值。为了弄清主要化学成分对两相区内流变应力行为的影响,通过热模拟压缩试验研究不同成分钢铁材料在两相区附近的变形行为,分析变形后的金相组织以及两相区附近流变应力的变化,获得铁素体相变开始温度Ar3和两相区内流变应力的降幅。通过回归拟合得到C、Si和Mn等主要合金元素对铁素体相变开始温度Ar3以及流变应力降幅的影响关系。     

铁素体和珠光体含量影响变形过程的原位研究

在扫描电镜下原位观察了两种钢的拉伸变形过程,两种钢分别为以铁素体为主、含少量珠光体的纯净高强钢和以珠光体为主、含少量先共析铁素体的车轮钢.纯净钢拉伸时,不论试样厚度满足平面应变与否,均以铁素体的滑移变形为主,并最终导致韧性开裂,裂纹连续扩展,少量的珠光体对整个变形断裂过程几乎没有影响;断口呈现韧窝状.对于车轮钢,当试样厚度很薄不满足平面应变条件时,尽管先共析铁素体很少,拉伸时,仍以先共析铁素体的变形为先导过程,并在先共析铁素体与珠光体的界面处优先开裂,成为不连续微裂纹,断口呈现韧窝和准解理两种混合特征;当试样厚度满足平面应变条件时,则以珠光体中渗碳体片层的脆性开裂为主,断口呈现准解理特征.     

退火温度对20MnSi钢ECAP变形组织的影响

采用C方式等径弯曲通道变形(ECAP)法制备了平均晶粒尺寸～0.20 μm的亚微晶20MnSi钢,研究了退火温度对ECAP变形组织的影响.结果表明,随退火温度升高,ECAP变形获得的亚微晶铁素体变形组织在原位逐渐演变为再结晶组织,300～500℃退火1 h后,亚微晶铁素体组织稳定,晶粒无明显长大.退火温度高于500℃后,铁素体晶粒开始明显长大,650℃退火后的铁素体平均晶粒尺寸～8μm.经ECAP变形的珠光体组织在较低温度退火时,渗碳体具有较强的球化能力.     

409L铁素体不锈钢的热变形行为

采用热/力模拟实验研究409L铁素体不锈钢在950、1 000、1 050、1 100、1 150℃、应变速率为0.01、0.1、1.0 s-1,压下量为50%时的热变形行为,讨论热变形参数对流变应力的影响.结果表明,409L铁素体不锈钢的表观应力指数为4.06,热变形表观激活能为212 kJ/mol;409L铁素体不锈钢的热变形方程.ε=3.017.109[sinh(α.pσ)]4.06exp(-212 000/RT).其软化机制与Zener-Hollomon(Z)参数有关,随着Z值从6.11×105增加到1.15×109,热变形峰值应力相应从11.71 MPa增加到66.94 MPa.     

复合锻造工艺对非调质钢组织演变及耐磨性能的影响

试验研究了热锻与温锻相结合的复合锻造工艺对38MnVS非调质钢组织性能及摩擦学行为的影响.结果表明,复合锻造工艺为1 150～1 200℃热锻(25%变形量)+550℃温锻(15%变形量)时,锻后空冷获得铁素体-珠光体组织,珠光体团被弥散分布的铁素体分割细化;温锻过程使得珠光体团位错增殖,进一步提升非调质钢强度,测得试样抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和冲击吸收功(A_(KV),25℃)分别为969.6 MPa、750.2 MPa、36.8%、10.7 J;摩擦磨损测试结果表明,干摩擦条件下试样磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损,其平均摩擦系数稳定在0.45,质量磨损率4.610~(-8) g/(N·m)仅为传统锻造工艺制得试样的62.1%.     

变形和硼对低碳Mn-Nb钢连续冷却转变的影响

通过热模拟实验对不含硼和含硼低碳Mn-Nb钢在连续冷却过程中的相变进行研究,分别绘制了两种钢的连续冷却转变(CCT)曲线,并对不同冷却速度的试样进行组织观察和显微硬度分析.结果表明:变形使低碳Mn-Nb钢CCT曲线左移,提高开始转变温度,促进了多边形铁素体和珠光体的转变;微量硼的加入使低碳Mn-Nb钢CCT曲线右移,显著降低开始转变温度,明显抑制铁素体和珠光体转变,减小铁素体和珠光体存在的冷却速度范围,显著提高了低碳Mn-Nb钢的显微硬度.     

Al-Mg-Sc合金热压缩变形的流变应力行为

采用热模拟试验对1种Al-Mg-Sc合金进行等温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300～450℃,应变速率0.001～1 s-1条件下的热压缩变形流变应力行为.结果表明:该Al-Mg-Sc合金在变形温度为300℃,应变速率0.01～1 s-1的条件下,流变应力开始随应变增加而增大,达到峰值后趋于平稳,表现出动态回复特征;而在其他条件下,应力达到峰值后随应变的增加而逐渐下降,表现出动态再结晶特征.应变速率和流变应力之间满足指数关系,温度和流变应力之间满足Arrhenius关系,通过线性回归分析计算出该材料的应变硬化指数n以及变形激活能Q,获得该铝合金高温条件下的流变应力本构方程.     

Ti62421s钛合金的热变形行为及加工图

在变形温度为900～1060℃和应变速率为0.001～10s-1条件下,对Ti62421s合金进行变形量为60％的热压缩变形,以研究Ti62421s合金的热压缩流变应力行为.研究温度与应变速率对Ti62421s热变形流变应力的影响,建立Ti62421s合金热变形流变应力的本构方程和加工图.研究结果表明:合金在热压缩过程中,流变应力随着应变的增大而增加,达到峰值应力后逐渐趋于平稳:当在高应变速率(10s-1)下变形时,出现不连续屈服现象:应力峰值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而呈减小趋势:合金最佳变形工艺参数为:温度θ=980℃,应变速率(ε)=0.01～0.1s-1.     

汽车联轴节壳体挤压成形过程三维有限元数值模拟

针对汽车联轴节壳体温挤压成形过程,采用三维刚－粘塑性有限元法进行了热力耦合数值模拟以揭示金属的塑性变形行为,从而为模具设计及工艺制订提供理论依据．通过有限元模拟,给出了汽车联轴节壳体三维温挤压成形过程的金属塑性流动模式和详尽的应力、应变及温度分布,并分析了成形物理场分布与变形的外部条件之间的关系．同时也对三维塑性变形的有限元技术处理方法（如：模具的几何描述及变形体的离散化、三维动态边界接触问题）进行了探讨．     

ZK31+0.3Yb镁合金的热力模拟

通过热压缩变形实验, 利用光学显微镜观察, 对ZK31 0.3Yb镁合金变形过程的流变应力和组织演变进行研究. 研究结果表明: 663 K/0.1 s-1是最佳的变形条件, 在此条件下, 合金的流变应力低, 动态再结晶充分激发, 合金的塑性好;当变形温度降至623 K和573 K时, 动态再结晶不能充分激发, 合金变形的流变应力明显提高, 尤其是573 K变形时流变应力达到185 Mpa;而变形温度提高到723 K时, 晶界处形成楔形裂纹, 合金的塑性差;在663 K时变形, 尽管应变速率降低至0.001 s-1, 合金的动态再结晶充分激发, 流变应力下降, 但变形的进程被减缓;当变速率提高到1.000 s-1时, 晶粒间的协调变形不能发挥作用, 合金的塑性最差.     

3104铝合金流变应力行为

根据3104铝合金在加工过程中所要求的不同变形条件,设计了不同的变形温度、应变速率,进行热轧过程的模拟实验,分析了合金变形时变形抗力、流变应力与应变速率、变形温度之间的关系.通过对实验数据的数理统计分析,结果表明,该合金流变应力对应变速率和变形温度敏感,应变速率和变形温度是3104铝合金变形工艺控制的主要因素.     

GCr15钢温变形对球化退火的影响

研究了 GCr15 钢的温变形对球化退火的影响。结果表明:珠光体温变形显著加快了碳化物球化过程。随变形量、变形速度的增加及变形温度的降低,球化速度增加,变形量是影响球化速度最显著的参数。珠光体的温变形促进了在790℃加热、保温过程中渗碳体的溶解和未溶渗碳体粒子的圆整过程。还对温变形试样快速球化退火工艺进行了试验。     

半连续铸造Al-15Si合金热压缩变形流变应力行为

采用Gleeble-1500D热模拟机进行高温等温压缩试验,研究了半连续铸造Al-15Si铝合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~5 s-1条件下的流变应力行为.结果表明,在试验温度范围内,此合金的流变应力随变形温度的升高,应变速率的降低而降低,说明该合金属于正应变速率敏感性材料;可采用Zener-Hollomon参数双曲正弦形式来描述Al-15Si合金高温塑性变形时的流变应力行为;σ解析表达式中材料常数A,α,n值分别为2.07×1012s-1,0.026 MPa-1,4.61,Al-15Si合金的平均热变形激活能Q为180.96 kJ/mol.     

AZ31镁合金热变形过程中的流变应力

在Gleeble-1500热模拟试验机和UTM5305实验机上以不同的变形条件对AZ31镁合金进行高温热变形试验,研究该材料在高温热变形过程中的真应力应变。研究结果证明:在变形过程中的AZ31镁合金的真应力随应变速率增大、变形温度降低而升高。在压缩变形过程中的真应力峰值、真应变和动态再结晶与拉伸变形过程相比有明显差异;该镁合金热变形过程中的真应力为用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其压缩拉伸变形激活能分别为132.38 kJ/mol和Q=255.26 kJ/mol.     

CSP热连轧再结晶临界应变模型研究

通过THERMOMASTER-Z型热／力模拟试验机对CSP生产线上冷轧冲压基板（SPHD）进行了热变形实验，建立了该钢种的临界应变模型以及流动应力-应变模型；分析了试验过程中工艺参数对临界应变、流动应力的影响。结果表明，变形温度、变形速率是影响临界应变的主要因素，当热变形达到临界应变时，将发生动态再结晶，同时造成变形抗力的波动。     

水平圆形浮力射流稳定性及混合特性研究

在对静止环境中有限水深水平圆形热浮力射流进行数值计算的基础上,对不同射流和环境条件下的两种流动类型:热水以浮力表面层形式向下游扩散的稳定排放和浮力热水与环境水体发生二次挟带的非稳定排放的判据进行了验证,并对流动的稀释度特性进行了研究.认为在稳定排放条件下,浮力热水在近区快速地被稀释,近区局部水温较高;而非稳定排放条件下,近区局部水温较低,浮力热水向下游的影响范围较广;给出了稳定和非稳定排放下的表面最小稀释度公式;最后拟合出了表面碰撞区中心点位置的公式,为流动区域划分提供了量化依据.     

金属压力加工问题的流函数速度模式上限解

采用流函数法构造了塑性变形金属流动的完备速度模式，对Ｍｉｓｅｓ材料平面变形和轴对称变形问题，提出并推证了运动可能速度场应满足的力学边界条件一“边界切应力”约束方程。将求解与运动可能速度相对应的应力场归结为确定一点静水压力的问题，实现了由上限法确定问题的完全解。应用这一理论对锥模拔管问题进行了计算分析。