Nb-Ti钢高温变形时动态再结晶行为及模型探讨

在热模拟实验上机实验的基础上，对Nb-Ti微合金钢高温变形时动态再结晶行为进行探讨，对该钢种动态再结晶数学模型进行研究。     

微合金元素V对30MnSi钢热变形行为的研究

通过对30MnSi和30MnSiV两种钢在Gleeble-1500热模拟试验机上的高温压缩变形实验,分析了微合金元素V在不同变形条件下对变形抗力的影响,通过实验的数据计算可知,30MnSiV钢的再结晶激活能约比30MnSi钢大6.7%.     

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。     

微合金元素V对30MnSi钢热变形行为的研究

通过对30MnSi和30MnSiV两种钢在Gleeble-1500热模拟试验机上的高温压缩变形实验，分析了微合金元素V在不同变形条件下对变形抗力的影响，通过实验的数据计算可知，30MnSiV钢的再结晶激活允约比30MnSi钢大6.7%。     

铬、硅对高碳钢再结晶行为的影响

通过对T10,GCr15,9SiCr三种钢的研究,探讨了铬、硅对高碳钢热变形奥氏体再结晶行为的影响。结果表明:碳化物形成元素铬对再结晶有阻碍作用,而非碳化物形成元素硅对再结晶的阻碍作用不大,却能显著提高发生再结晶的温度。     

低碳含铌钢粗晶奥氏体再结晶的数值模拟

建立了基于析出、回复和再结晶之间交互作用的低碳含铌钢组织预测模型,用于模拟低碳含铌钢热轧道次间隔期间粗晶奥氏体的再结晶及析出行为,并讨论了模型在绘制低碳含铌钢的再结晶-析出-时间-温度(RPTT)图中的应用. 结果表明,模型对两种低碳含铌钢在热变形道次间隔期间内粗晶奥氏体的组织演变过程的模拟结果与测试数据符合较好,可以有效预测不同低碳含铌钢在不同工艺条件下的析出和再结晶行为.     

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。     

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.     

含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素

通过对连铸板坯生产检验的硫印数据库的统计分析,得到了含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素. 结果表明:中心偏析程度随钢水中C、P、S含量的增加而加重;Mn质量分数高于1.5%以及锰硫比高于300对改善中心偏析有利;高钢水过热度、高拉速和增加铸坯宽度均不利于改善铸坯中心偏析. 由于B级以下中心偏析对钢材使用性能影响不大,因此在生产过程中为使铸坯B-1.0级以上中心偏析出现比率降至10%以下,提出如下控制策略:钢液中C、P、S含量尽量按钢种要求的下限控制,Mn含量尽量按上限控制,实际生产中元素控制[C]＜0.07%,[P]＜0.01%,[S]＜0.005%,[Mn]＞1.5%,[Mn]/[S]＞300;过热度应小于24 ℃,拉速控制在1.0～1.1 m·min-1为宜. 应开发合适的二冷配水制度,并提高铸机精度.     

Ti45A18Nb2Mn0．2B铸造合金高温形变行为

Ti45A18Nb2Mn0．2B铸造合金在900～1200℃温度范围，1～10^-3／s应变速率条件下进行压缩实验，研究其变形特点以及组织变化．结果发现，形变过程中合金的真应力一真应变曲线上存在一个应力峰值，随后流变应力随着应变量的增加逐渐下降并趋于稳态流变．降低温度和提高应变～速率都使合金的应力峰值增加．在实验温度范围内合金的应变速率敏感系数为0．10～0．24；在高温形变过程中发生动态再结晶，合金的组织得到明显细化．再结晶晶粒尺寸随温度的降低和应变速率的增加而减小，也就是随Zener-Hollomonc参数的增加而减小；升高形变温度和降低应变速率均促进再结晶过程．     

铌、钒、钛微合金化钢的边角裂纹与高温延塑性

通过对含铌、钒、钛钢高温延塑性的测试和连铸坯表面温度的测定,含铌、钒、钛钢在700～900°C第Ⅲ脆性温度区断面收缩率RA值较低,约在36%左右.若RA值大于40%时,高温延塑性温度为950°C,即使采用弱冷,铸坯边角部温度也不能够完全达到.结合我厂连铸坯生产工艺和设备的实际情况,对有利于消除表面裂纹的防治措施进行了探讨并提出了建议.     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

新热处理工艺对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响

采用不同的新淬火工艺路径,研究再加热温度和弛豫过程对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响.结果表明,试样经再加热后直接淬火时,随着再加热温度的升高,析出物数量迅速下降,尺寸增加且分布更加不均匀,且马氏体板条束增大,板条宽度减小;当再加热温度为850℃时,试样经弛豫至700℃后再淬火时,其析出物数目与直接淬火相比减少,平均尺寸增加且分布更加不均匀.当再加热温度为900℃经弛豫至700℃后再淬火时,Nb-Ti碳氮化物大量在原有析出物表面进一步析出;钢材最佳再加热温度为900℃,且空冷20s时抗拉强度达到最大值,抗拉强度可提高24MPa.     

含Nb钢应变诱导析出过程的动力学模拟

以热力学和动力学为基础,对Fe Nb C N系统在奥氏体中的析出行为进行模拟,预测了奥氏体在等温和冷却过程中的析出动力学,分析了变形工艺和冷却制度对碳氮化物析出体积分数、析出开始和结束时间等动力学参数的影响·结果表明,在900℃左右的鼻子区,析出动力学过程明显加速;变形大大促进了碳氮化物的析出,缩短了析出的开始时间;随着冷却速率的增大,连续冷却析出的开始温度和结束温度均有所降低,并且析出变得越来越不充分·用该方法进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好·     

双相不锈钢热变形行为研究

采用高温压缩实验方法研究了两种不同氮含量双相不锈钢00Cr22Ni5Mo3N和00Cr22Ni1Mo0.7N在1 000~1 200℃温度范围内、应变速率为0.01~30 s-1条件下的热变形行为.根据实验数据构建了两种双相不锈钢的热变形方程,两种双相不锈钢的形变激活能分别为534 kJ/mol和482 kJ/mol.通过对微观组织的观察和分析,确定了较高温度且较低应变速率区域为优化的热加工区域.在该优化的热加工区域进行变形时,奥氏体和铁素体发生充分的动态再结晶和动态回复;而在较低温度、较高应变速率区域进行变形时,微观组织呈现强烈的局部流变,甚至可以观察到裂纹.     

纳米压痕法测量Ti13Nb13Zr医用钛合金蠕变应力指数

在室温下利用纳米压痕仪测量了Ti13Nb13Zr的弹性模量与硬度以及其蠕变行为的规律。通过改变实验的加载速率与最大载荷,确定这两个因素对实验结果的影响。结果表明,Ti13Nb13Zr的弹性模量约为148.1 GPa,硬度约为5.62 GPa。实验结果与加载速率和最大载荷无关,只与材料本身性质相关。最终测得材料的蠕变应力指数范围在28.98~34.66之间。     

异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究

采用异步轧制复合工艺制备了铜/铝双金属复合板,分析了轧制工艺参数对复合板变形行为的影响,结合轧制变形区金属受力状态探讨了复合过程中的金属变形及流动规律.结果表明:异步轧制变形区内界面摩擦剪切作用直接影响母材的受力状态,共同变形区内双金属间的搓轧作用对金属流动及结合效果影响最大.异步速比越大,硬质金属变形越大.总压下率增大时,组元金属压下率均呈正比关系增加,且软、硬两种金属的压下率差值越来越小.     

铸态2．25Cr1Mo0．25V钢的高温热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对铸态2．25Cr1Mo0．25V钢在不同温度（950℃,1050℃,1150℃,1250℃）不同应变速率（0．005S-1,0．01S-1,0．1S-1）的条件下做热压缩试验,得到不同条件下的应力应变曲线,并分析热力学参数对曲线的影响。结果表明,随着形变温度的升高和应变速率的减小,流变应力减小,峰值应力和应变降低;确定了热变形激活能和建立了本构方程。     

含Nb微合金钢中固溶Nb与非固溶Nb的定量测定与应用

提出了一种Nb微合金钢中固溶Nb和非固溶Nb定量测定的方法。该方法包括化学溶解、过滤分离和电感耦合等离子光谱分析等步骤。结果表明:利用该方法可以准确地分析钢中固溶Nb的含量。该方法可以用于研究Nb在加热过程的溶解行为、热变形过程中析出行为,为定量研究Nb在钢中的作用提供一个有效的途径。