预应力淬硬磨削下强化层金相组织的转变机理

为了研究预应力淬硬磨削条件下工件表面强化层特征及金相组织形成变化机理,以45#钢为对象,进行了预应力淬硬磨削实验.获得了残余应力较小的表面强化层,测量得到了其表面硬度.通过观察表面强化层的金相组织特征,结合磨削温度场仿真,研究了磨削强化条件下预应力对马氏体等金相组织的影响机理.研究表明,磨削淬硬过程中产生的高温使45#钢的屈服强度大大降低,施加较小预应力会使材料发生塑性变形,由于塑性应变导致的母相强化和应变诱导相变两者的综合作用,该状态下预应力对马氏体相变的影响是先抑制再促进.     

稀土对T91耐热钢动态再结晶行为影响

采用Gleeble-1500热/力模拟试验机进行压缩试验,研究了不同变形条件下微量稀土对T91耐热钢动态再结晶行为的影响.分析绘制了稀土加入前后实验钢的真应力–真应变曲线、再结晶–温度–时间图、再结晶图及功率耗散图,并计算了高温下实验钢的再结晶激活能.在变形温度为850～1100℃,变形速率为0.004～10 s 1变形条件下,变形温度越高和变形速率越低,动态再结晶越容易发生.稀土加入会产生固溶强化,稀土元素与碳原子发生交互作用,且在晶界处或晶界附近偏聚,使变形抗力与峰值应变均增大,再结晶激活能由354.6 kJ.mol 1提高到397.2 kJ.mol 1.另外,稀土会显著推迟再结晶发生时间,扩大再结晶的时间间隔,推迟再结晶动力学过程.     

高纯多晶铝的动态再结晶

将99.992%高纯多晶铝在533～773 K时以0.002～2.000 s-1的应变速率压缩到其真应变为0.92.采用真应力-真应变曲线以及偏光金相和透射电镜研究高纯铝高温塑性变形特征,研究了形变条件对高纯铝动态软化机制的影响.研究结果表明:高纯铝的动态软化机制与Zenner- Hollomon参数Z密切相关,当Z较大时,试样仅发生动态回复;Z处于中间值时,发生连续动态再结晶;Z较小时,发生不连续动态再结晶,但真应力-真应变曲线未出现波动.     

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.     

Cu-Ni-Si-Cr合金动态再结晶行为及组织演变研究

利用Gleeble 1500D热模拟试验机,研究了Cu Ni Si Cr合金在不同应变速率和不同变形温度下流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及其组织在热压缩过程中的变化.结果表明,应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶,应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶;在同一应变速率下合金动态再结晶的显微组织受到变形温度的强烈影响;并利用Arrhenius双曲正弦函数求得Cu Ni Si Cr热变形激活能Q为265.9 kJ/mol.     

预加热磨削强化均匀性实验研究

针对磨削强化过程中磨削强化层沿工件磨削方向分布不均匀以及磨削后工件表面产生变形的情况,提出了一种基于温度补偿的磨削强化层均匀性改善方法.通过铜电极对工件导电加热,并在工件切入端安装304不锈钢垫片,通电后形成串联的闭合回路.利用304不锈钢的电阻率大,导热系数小的特性,在预加热条件下工件切入端形成局部高温,达到对工件切入端进行温度补偿的目的,从而提高切入端的磨削强化层深度,进而提高工件磨削强化层深度分布的均匀性.实验中研究了预加热温度和304不锈钢厚度对磨削强化层分布和工件变形情况的影响规律.实验研究结果表明:磨削力和工件磨削强化层深度随着预加热温度升高而增加;随着工件磨削切入端所加不锈钢垫片厚度的增加,磨削后工件变形减少,同时沿工件磨削方向磨削强化层深度分布的均匀性相应提高.     

316L不锈钢动态再结晶行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的动态再结晶行为进行了系统研究. 结果表明:316L不锈钢热变形加工硬化倾向性较大, 在真应力应变曲线上没有出现明显的应力峰值σ_p;316L不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶, 但只是在局部区域观察到了动态再结晶晶粒. 对动态再结晶的实验数据进行拟合, 得到316L不锈钢的热激活能和热变形方程, 并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数和稳态应力的关系.     

塑性变形在淬硬钢磨削白层形成中的作用机理

对淬硬轴承钢GCr15进行了磨削实验,采用热电偶和三向压电晶体测力仪测量了磨削温度和磨削力.通过X射线衍射仪对磨削表面残余奥氏体含量、马氏体亚晶粒尺寸以及微观应变进行了分析.通过有限元分析软件仿真计算了工件表面的接触应力和应变,讨论了塑性变形在磨削白层形成中的作用.结果表明:法向磨削力引起材料的强烈塑性变形和高接触应力;工件表面高的接触应力能降低材料相变温度,促进相变的发生;强烈的塑性变形能细化晶粒作用;磨削白层的厚度随着塑性变形的增加而增加,而其亚晶粒大小随塑性变形的增加而减小.     

镍基单晶高温合金磨削变质层工艺试验研究

为探究镍基单晶高温合金的磨削变质层工艺特性，采用单因素试验的方法，研究不同磨削参数及冷却条件对磨削变质层厚度的影响规律.结果表明，在镍基单晶高温合金DD5的磨削表面及亚表面存在一定厚度的磨削变质层.磨削变质层中的塑性变形层内γ相和γ′相发生剧烈扭曲变形且磨削变质层的硬度大于基体.不同磨削参数及冷却条件对磨削变质层厚度产生不同影响，随着砂轮线速度、磨削深度、工件进给速度的增加，磨削变质层厚度的变化分别表现为先减小后增大、不断增大、先增大后减小；在试验参数范围内，微量润滑(MQL)作为冷却条件可以降低相应的磨削变质层厚度，最多达到3.5μm.     

TWIP钢高温变形行为的研究

通过单道次压缩试验,对Fe-Mn-C系孪生诱导塑性钢(TWIP钢),在800~1 000℃,应变速率0.01~10.0 s-1条件下的热变形行为及组织演变规律进行了研究.实验结果表明,升高温度和降低应变速率均可促进奥氏体发生动态再结晶.根据实验所得流变应力曲线,由热变形方程计算得到了TWIP钢热变形激活能Q=421.37 kJ/mol.并在此基础上得到了TWIP钢高温变形的热加工方程.采用Z参数预测了动态再结晶的临界条件,当Z≤9.94×1018时TWIP钢易发生动态再结晶,具有较好的热加工性能.     

钢中动态再结晶力学测定及其数学模型

采用物理模拟的方法，对W18Cr4V高速钢和H13热作模具钢热变形过程中的动态再结晶规律进行了研究，提出采用加工硬化率-应变图可以判断动态软化的开始和结束所对应的应变．与传统的采用应力-应变图的方法相比，该方法具有准确、直观的优点．采用该方法，可以判断动态软化的类型．建立了W18Cr4V高速钢和H13热作模具钢的动态再结晶的动力学、晶粒尺寸的数学模型．     

大西沟难选菱铁矿石综合利用新工艺

采用强磁预选—磁化焙烧—磁选联合工艺对大西沟难选菱铁矿石进行试验研究.结果表明:在磨矿细度-74μm占55%、强磁粗选磁场强度318kA/m、强磁扫选磁场强度717kA/m的条件下，可得到TFe品位为28.47%、回收率为96.78%的强磁精矿；强磁精矿在中性气氛中于焙烧温度700℃、焙烧时间40min、磨矿细度-43μm占95%、弱磁选磁场强度104kA/m的综合条件下，获得TFe品位为59.29%、回收率87.50%的精矿产品.XRD、光学显微镜和VSM等分析结果表明:难选菱铁矿和褐铁矿经焙烧后转变为易选磁铁矿，新生成的磁铁矿表面疏松多孔，多呈胶状，与脉石矿物紧密共生，其磁化强度和比磁化系数均显著提高.     

Effect of Nb on the dynamic recrystallization behavior of high-grade pipeline steels

The dynamic recrystallization (DRX) behavior of high-grade X80/X100 pipeline steels with different Nb contents was investigated through single pass compression experiment using a Gleeble 1500 thermomechanical simulator. By the regression of stress-strain data obtained in the experiment, the deformation activation energy of DRX was identified, and the critical strain was calculated with the Poliak-Jonas (P-J) method. Based on the analysis, the occurrence condition and kinetics of DRX were determined. The results show that as the Nb content increases from 0.08wt% to 0.095wt%, the activation energy of recrystallization raises from 365 to 395 kJ/mol. The critical strain of DRX can be determined more accurately by the P-J method, and the ratios of critical strain to peak strain of X80 and X100 pipeline steels are 0.51 and 0.49, respectively, which are similar to the results achieved by other researchers and calculated with empirical formulae.     

核电用奥氏体不锈钢的动态再结晶行为

利用 Gleeble-1500D 热模拟试验机对316LN 奥氏体不锈钢进行单道次热压缩试验,分别设置变形温度为900~1200℃、应变速率为0. 001~10 s-1、真应变为0. 1~0. 9及试样的初始晶粒度为122~297μm之间,以研究热变形条件及初始晶粒度对316LN钢动态再结晶行为的影响. 对试验数据进行处理,得到临界应变与峰值应变以及临界应力与峰值应力的比值分别为0. 38和0. 89,建立了动态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变方程. 对建立的动态再结晶模型进行修正,将修正后的模型嵌入DEFORM-3D有限元模拟软件中进行计算,发现修正模型的模拟值和试验值符合较好,证明修正模型的准确性.     

低碳9Ni钢的动态再结晶数学模型

利用MMS-300热模拟实验机对9Ni钢进行了温度范围为800～1150℃、应变速率范围为0.05～1s-1的单道次压缩实验.通过应力-应变曲线研究了9Ni钢的动态再结晶规律,采用硬化率-应力(θ-σ)曲线较精确地确定了动态再结晶的临界条件和峰值应力应变.采用回归法确定了双曲线本构方程中的材料常数和动态再结晶激活能(269kJ/mol),并建立了临界应变、峰值应变和峰值应力与无量纲参数Z/A之间的关系.利用Avrami方程和应力应变曲线建立了9Ni钢动态再结晶动力学模型.     

低碳、Ti-V复合微合金化钢的流变应力模型

通过单道次压缩实验,研究了一种低碳、Ti-V复合微合金化钢在温度为1 173~1 373 K及应变速率为0.1~10 s-1条件下的奥氏体应力-应变行为;基于Akben等对溶质阻碍动态再结晶的量化研究工作,获得了本实验钢的近似的形变激活能Qdef及Zener-Hollomon参数;采用Jonas等的分析方法,计算得到回复参数r和r’、屈服应力σ0、饱和流变应力σsat和动态再结晶临界应力σc与Z参数的关系;获得了动态再结晶动力学,并最终建立流变应力数学模型.     

22CrS齿轮钢变形奥氏体动态再结晶行为及组织演变

采用Gleeble1500热模拟试验机研究了一种新型Mn Cr系齿轮钢在变形量为70%,变形速率为0.1～1s-1,变形温度为850～1150℃,原始奥氏体晶粒尺寸为70～150μm条件下的动态再结晶行为及再结晶后奥氏体晶粒尺寸的变化规律·研究结果表明:在一定的变形量下,变形速率、变形温度、奥氏体晶粒尺寸是影响再结晶的3个因素,只有变形条件Z小于上临界值Zc时才会发生动态再结晶·再结晶后奥氏体晶粒尺寸 D是由变形条件Z惟一地决定而与原始奥氏体晶粒大小无关,Z增加, D减小,二者符合关系式Z=A D-3.91·     

Effect of compression direction on the dynamic recrystallization behavior of continuous columnar-grained CuNi10Fe1Mn alloy

The dynamic recrystallization (DRX) behavior of continuous columnar-grained (CCG) CuNi10Fe1Mn alloy was investigated by hot compression along the solidification direction (SD) and perpendicular to the solidification direction (PD). Specimens were compressed to a true strain of 0.8 at temperatures ranging from 25℃ to 900℃ and strain rates ranging from 0.01 to 10 s-1. The results indicate that DRX nucleation at grain boundaries (GBs) and DRX nucleation at slip bands (SBs) are the two main nucleation modes. For SD specimens, C-shaped bending and zig-zagging of the GBs occurred during hot compression, which made DRX nucleation at the GBs easier than that at the SBs. When lnZ ≤ 37.4 (Z is the Zener–Hollomon parameter), DRX can occur in SD specimens with a critical temperature for the DRX onset of ~650℃ and a thermal activated energy (Q) of 313.5 kJ·mol-1. In contrast, in PD specimens, the GBs remained straight, and DRX nucleation occurred preferentially at the SBs. For PD specimens, the critical temperature is about 700℃, Q is 351.7 kJ·mol-1, and the occurrence condition of DRX is lnZ ≤ 40.1. The zig-zagging of GB morphology can significantly reduce the nucleation energy at the GBs; as a result, DRX nucleation occurs more easily in SD specimens than in PD specimens.     

Compressive deformation behavior of an indirect-extruded Mg-8Sn-1Al-1Zn alloy

The medium and warm deformation behaviors of an indirect-extruded Mg-8Sn-1Al-1Zn alloy were investigated by compression tests at temperatures between 298 and 523 K and strain rates of 0.001–10 s?1. It was found that the twinning-slip transition temperature was strain rate dependent, and all the true stress-true strain curves could be divided into two groups: concave and convex curves. Associated microstructural investigations indicated that the dynamic recrystallization (DRX) behavior of the alloy varied with deformation conditions. At high strain rate and low temperature, dynamically recrystallized grains preferentially nucleated and developed in the twinned regions, indicating that twinning-induced DRX was dominant. While, at low strain rate, DRX developed extensively at grain boundaries and twins, and the process of twinning contributed to both oriented nucleation and selective growth. For the studied alloy, cracks mainly initiated from the shear band and twinning lamellar over the ranges of temperature and strain rate currently applied.     

低Ni，Cr，Cu和Mo高性能桥梁钢的动态再结晶行为

采用单道次压缩实验研究了一种低Ni,Cr,Cu和Mo高性能桥梁钢的动态再结晶行为.同时,采用9次多项式对实测真应力-真应变曲线进行了拟合,消除了实测曲线上的波动,进而确定了不同条件下的加工硬化率-真应力曲线.加工硬化率-真应力曲线特征表明,在所研究的不同热压缩变形工艺条件下,均发生了动态再结晶.通过计算将常数α修正为0009MPa-1,得到了实验钢的动态再结晶激活能,确定了εc=063εp关系式,建立了动态再结晶临界应变模型.而且降低Ni,Cr,Cu和Mo含量将显著降低动态再结晶激活能.