2Cr12NiMo1W1V超临界钢高温流变应力模型及热加工图

为研究2Cr12Ni Mo1W1V超临界马氏体不锈钢的高温变形行为,对其进行热压缩试验,得到其在变形温度为1 123~1 373 K,应变速率为0.005~5 s-1的真应力-真应变曲线,对流变应力特征进行研究,分析其高温变形的物理本质。采用Zener-Hollomon参数法构建动态材料模型(DMM),以热压缩试验为基础,建立不同应变下的热加工图。根据变形稳定阶段的热加工图确定该马氏体不锈钢热变形的失稳区和安全区。研究结果表明:采用该合金的高温塑性变形本构模型所得预测值与实验值拟合程度高,表明该合金在热变形过程中的流变应力可用构建的双曲正弦本构模型来描述;热加工图受变形量影响较大,当变形较小时,安全区随着应变增加而发生迁移,变形进入稳定阶段后,安全区保持恒定;在低温高应变区(温度为1 200~1 280 K,应变速率为1~5 s-1)以及高温低应变区(温度为1 320~1 400 K,应变速率为0.1~0.3 s-1)这2个区域为变形安全区,适合2Cr12Ni Mo1W1V超临界马氏体不锈钢进行热加工。     

含稀土的23Cr型双相不锈钢的高温变形行为

利用Gleeble-3500热力模拟试验机在950~1200℃,应变速率为0.1~10s-1条件下进行了含稀土的23Cr型双相不锈钢的热压缩变形,获得了流变曲线,建立了热变形方程,分析了变形组织。结果表明:在流变曲线上既存在峰值应力也有稳态应力;在高温低应变速率条件下,峰值应变减小。上述变形条件下,试验钢的热变形激活能Q=436kJ/mol,表观应力指数n=3.91,热变形方程为:ε=2.41×1016[sinh(0.012σs)]3.91exp (-436000/RT)。奥氏体的动态再结晶在试验钢的动态软化机制中起主导作用且随着温度的升高和应变速率的降低越来越充分;而大应变下,铁素体的软化主要表现为较充分的动态回复。稀土元素影响了热变形时两相中Mo元素的再分配是稀土改善双相不锈钢高温塑性的重要原因之一。稀土使Mo在铁素体中浓度较低温度下降低,高温下升高;而奥氏体相中,使得Mo浓度在较低温度下升高而高温下降低。     

Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢热变形过程的动态再结晶动力学及影响因素

采用Thermorestor-W热模拟试验机,对Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢进行热压缩试验,研究其在变形温度950～1 200℃,应变速率0.01～2.5s-1条件下的动态再结晶行为.当变形温度高于1 000℃后,Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢的变形以动态再结晶为主,且随温度升高,峰值应力对应的应变减小.利用应变硬化率-应力曲线确定的材料动态再结晶临界应力σc、峰值应力σp、饱和应力σss(e)和稳态应力σs的数值,回归得到临界动态再结晶应变εc与Zener-Hollomon参数的关系,并确定临界应力与峰值应力的关系.通过建立Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢的热变形动态再结晶Avrami模型,分析应变速率和变形温度对Avrami曲线的影响,表明应变速率比温度对Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢的动态再结晶Avrami曲线的影响更加显著.     

粗大柱状晶纯镍热变形流变应力行为及加工图

采用Gleeble-3500热模拟机,在变形温度为950~1 150℃、应变速率为0.001~10s-1的条件下,研究了粗大柱状晶粒纯镍的热变形行为和加工图.结果表明:热压缩过程中流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度降低而增大.流变应力与应变速率、变形温度之间的关系用Zener-Hollomon参数来描述,热变形激活能为312.4kJ/mol.基于动态材料模型(DMM)热加工图及结合合金相显微组织分析,得到纯镍较优的热加工参数:变形温度为1 060~1 120℃,应变速率为0.03~0.20s-1的蛋形区域.     

电热合金Cr20 Ni80的热变形行为及热加工图

为了解决Cr20 Ni80电热合金锻造开裂的问题,在Gleeb-1500D热模拟试验机上对该合金进行热压缩试验,研究变形温度为900~1220℃,应变速率为0.001~10 s-1条件下的热变形行为,并根据动态材料模型建立合金的热加工图.合金的真应力-真应变曲线呈现稳态流变特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;热变形过程中稳态流变应力可用双曲正弦本构方程来描述,其激活能为371.29 kJ·mol-1.根据热加工图确定了热变形流变失稳区及热变形过程的最佳工艺参数,其加工温度为1050~1200℃,应变速率为0.03~0.08 s-1.优化的热加工工艺在生产中得到验证.     

50Mn18Cr4V无磁钢的热变形行为

通过高温压缩热模拟实验,研究了50Mn18Cr4V高锰无磁钢在变形温度为900~1100℃、应变速率为01~10s-1条件下的热变形行为.结果表明,VC第二相的应变诱导析出对50Mn18Cr4V的热变形行为产生重要影响.当变形温度为900~1000℃,应变速率为5s-1时,VC第二相不能充分析出,与应变速率为1s-1相比,对动态再结晶的阻碍作用减弱.应尽量使实验钢在高温段完成热加工,并适当提高应变速率.随着变形温度降低到950℃以下,材料的塑性变差,若以较低的应变速率变形,容易造成晶界开裂;应变速率过高,容易造成流变失稳,因此,以5s-1的应变速率变形,较为适宜.确定了50Mn18Cr4V无磁钢的再结晶激活能为7769kJ/mol.通过实验数据回归,建立了实验钢的高温变形抗力模型.     

S32750超级双相不锈钢的热变形及组织分析

利用MMS-200热模拟实验机,对S32750超级双相不锈钢在温度为1 000～1 150℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行了单道次压缩实验,测定了真应力-真应变曲线,对热变形组织进行了分析.实验结果表明:当变形温度一定时,峰值应力随着应变速率的增加而增加.提高热变形温度,降低应变速率,可以促进奥氏体动态再结晶的发生.根据热变形方程计算得到压缩变形时的热变形激活能Q=460 kJ/mol.在相应的变形条件下,获得了S32750超级双相不锈钢热变形过程中峰值应力与Z参数的关系式.     

9Cr18不锈钢热变形行为研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对9Cr18马氏体不锈钢在850～1 150℃、应变速率为0.01～10s-1变形条件下的热压缩变形行为进行研究。根据真应力-应变曲线,分析变形温度和应变速率对9Cr18不锈钢变形抗力的影响,计算其形变激活能,并建立9Cr18不锈钢的变形抗力模型和热变形流变应力方程。结果表明,应变速率一定时,9Cr18动态再结晶临界变形量εc随温度的升高而降低,高的形变温度和低的应变速率有利于动态再结晶的发生;9Cr18不锈钢形变激活能为461.7kJ/mol;所建变形抗力模型的拟合性良好,数据稳定性好。     

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.     

超纯Cr17铁素体不锈钢热变形过程的动态回复行为

采用热力模拟试验机进行单道次压缩试验,旨在揭示超纯Cr17铁素体不锈钢在热变形过程中的动态回复行为.在变形速率为1 s-1,最大真应变为0.8的条件下研究了900~1 150℃范围内的热变形行为及组织演化规律.结果表明,单道次压缩得到的应力-应变曲线均呈动态回复型.变形温度越高,动态回复越快.当变形温度较低时,微观组织演化以晶界拱出和变形晶粒的形成为主要特征;当变形温度较高时,微观组织演化以大量亚晶界和亚晶的形成为主要特征.     

工业纯钛和00Cr25Ni22Mo2不锈钢的缝隙腐蚀

采用在不同温度及不同介质中化学浸泡法和电化学测试方法,对工业纯钛和００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢之间产生的缝隙腐蚀行为进行研究。结果表明：在有缝隙的情况下,００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢在氧化性介质中的缝隙腐蚀速率明显大于在还原性介质中的缝隙腐蚀速率;工业纯钛则恰恰相反。温度对缝隙腐蚀有较大影响,随温度升高,００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢的缝隙腐蚀加重并伴有点蚀产生;工业纯钛在１（ｍｏｌ·Ｌ－１）Ｈ２ＳＯ４溶液中,随温度升高缝隙腐蚀速率增加明显,高于８３℃伴有点蚀产生。电化学实验表明,存在缝隙情况下,在２５℃１（ｍｏｌ·Ｌ－１）Ｈ２ＳＯ４溶液中,工业纯钛的维钝电流密度小于００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢的维钝电流密度,工业纯钛的击穿电位比００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢的高约８００ｍＶ;而在８５℃,工业纯钛的维钝电流密度大于００Ｃｒ２５Ｎｉ２２Ｍｏ２不锈钢的,而且工业纯钛的击穿电位下降明显,两者的击穿电位十分接近     

一种含氮高铬冷轧辊用钢的热变形行为研究

对一种8%Cr冷轧辊用钢在950～1200℃以0.1～10s^-1的变形速率进行热压缩变形,通过流变曲线分析、动力学分析及热加工图技术等方法表征其热变形时的力学行为,并对变形后的显微组织进行观察。结果表明:Cr8N钢的加工硬化率和流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,功率耗散百分数随着Z参数的增大而降低;上述变形条件下Cr8N钢的热变形激活能为542kJ/mol,加工硬化指数为5.25;获得了该钢的热变形方程以及Z参数和峰值应力间的关系。     

Hot compression deformation behavior of AISI 321 austenitic stainless steel

The hot compression behavior of AISI 321 austenitic stainless steel was studied at the temperatures of 950–1100℃ and the strain rates of 0.01–1 s?1 using a Baehr DIL-805 deformation dilatometer. The hot deformation equations and the relationship between hot deformation parameters were obtained. It is found that strain rate and deformation temperature significantly influence the flow stress behavior of the steel. The work hardening rate and the peak value of flow stress increase with the decrease of deformation temperature and the increase of strain rate. In addition, the activation energy of deformation (Q) is calculated as 433.343 kJ/mol. The microstructural evolution during deformation indicates that, at the temperature of 950℃ and the strain rate of 0.01 s?1, small circle-like precipitates form along grain boundaries; but at the temperatures above 950℃, the dissolution of such precipitates occurs. Energy-dispersive X-ray analyses indicate that the precipitates are complex carbides of Cr, Fe, Mn, Ni, and Ti.     

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.     

一种铸态含氮M2高速钢的热变形行为研究

采用热力模拟试验机Gleeble-3500对一种铸态含氮M2高速钢在0.01~1.0s-1及1000~1100℃条件下进行热压缩变形,获得了铸态含氮M2高速钢的流变曲线并分析了变形后的显微组织特性。实验结果表明,铸态含氮M2高速钢热变形过程中的能量消耗效率随应变速率的升高而降低,流变失稳区随应变量的增加向低应变速率和低温区域转变,热变形激活能为588.733kJ/mol,同时得到了其热变形方程和热加工图,获得热加工最佳工艺窗口为0.01~1.0 s-1和1 050~1 100℃。     

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.