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．     

Q345B钢动态再结晶动力学模型研究

在Gleeble 1500热模拟机上进行Q345B钢单道次压缩变形实验,得到其真应力-真应变曲线,结合加工硬化率曲线,确定了Q345B钢动态再结晶临界应变εC、峰值应变εP和稳态应变εS。根据实验结果得到Zener-Hollomon方程和动态再结晶状态图,利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程法得到再结晶体积分数实际值,采用3种不同的再结晶体积分数预报模型对实验数据进行回归,并对再结晶体积分数实测值和预报值进行对比。结果表明,Epsilon-S/Epsilon-C模型精度最高,Epsilon-S模型精度次之,Epsilon-P模型精度最差。     

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.     

低碳粒状贝氏体钢强韧化机理的探讨

对１４ＳｉＭｎ３Ｍｏ低碳贝氏体钢的强韧性及组织作了研究。结果表明：该钢连续空冷后,组织为粒状贝氏体,韧性差、屈强比低。经３００℃回火可获得良好的强韧性配合,而经４００－５００℃回火产生回火脆性。根据回火过程中温微组织及残余奥氏体稳定性等方面的变化,探讨了粒状贝氏体钢的强韧化机理在火脆化原因。     

0.95C—18W—4Cr—1V高速钢动态再结晶的数学模型

应用GLEEBLE-1500热模拟试验机测量了0.95C-18W-4Cr-1V高速钢的应力－应变曲线,由此得到加工硬化率－应变关系曲线,从而确定发生动态再结晶后的稳态应变εs.稳态应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而下降;且随着应变速率的增加,温度的变化对稳态应变的影响逐渐减小.Zener-Holloman参数Z的变化对动态再结晶的临界应变影响较小,而对稳态应变的影响较大.回归分析得到0.95C-18W-4Cr-1V高速钢的动态再结晶的晶粒尺寸和体积分数的数学模型     

热变形工艺参数对超低碳贝氏体钢转变行为和显微结构的影响

研究了超低碳贝氏体钢在1200～400℃范围内。用常规轧制工艺(CCR)、再结晶控制轧制(RCR)和动态再结晶控制轧制(DRCR)3种热模拟变形工艺进行变形后再进行连续冷却转变行为．结果发现，3种变形工艺均可细化奥氏体的晶粒，而且细化晶粒程度的变形工艺顺序依次为DRCR、RCR和CCR．此外，奥氏体的转变行为受到CCR、RCR和DRCR工艺的影响．同一冷却速度下，3种不同的变形工艺获得过冷奥氏体发生贝氏体转变的开始温度不同．显微结构观察表明，在试验冷却速度下，用CCR工艺变形。全部获得铁素体且存在少量的化合物；用RCR和DRCR工艺变形，全部获得贝氏体，贝氏体呈板条状，其尺寸随冷速的增大而减小，体积分数随冷速的增大而增加．     

含Nb微合金钢动态再结晶行为研究

采用Thermecmastor-Z热模拟机,研究Q345E钢的动态再结晶(DRX)行为.结果显示,动态再结晶在高变形温度和低应变速率下更易发生,回归法计算铌微合金钢在950～1100℃温度范围内的变形激活能和应力指数分别为379.29±23.56kJ/mol和5.76.建立了计算动态再结晶峰值应变半经验公式.     

低碳高强度贝氏体钢的研究

本文研究了 Ｃｒ、Ｍ ｎ、Ｖ、Ｔｉ等合金元素对低碳钼硼钢的组织和性能的影响．研究结果表明：成份为０．１５～０１７％Ｃ，０. ５％Ｍｏ，０．００３％Ｂ，１．２～１.６％Ｃｒ，１.６～２．０％Ｍｎ的贝氏体钢．在很宽的冷速范围内（４００～１．９８℃／ｍｉｎ），可以得到完全的粒状贝氏体组织，抗拉强度σｂ＞ １１２０ＭＰａ，且具有良好的综合力学性能，优异的焊接性能及简易的热处理工艺性能．     

一种新型低碳贝氏体钢的研制

以Mn,Si,Cr为主要合金元素,设计并制造一种新型的低碳贝氏体钢.系统地研究了选定成分和工艺对贝氏体钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,该钢种在设定的等温淬火工艺条件下,可以获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织.含有该组织的钢具有良好的综合力学性能.     

Q235钢动态再结晶模型的建立

通过对实验数据的回归，建立了Ｑ２３５普碳钢动态再结晶及其在硬化区变莆时的变形抗力模型。模型计算和实验所测结果吻合较好，压缩实验条件；变形速率为０．０１￣１．０ｓ＾－１，变形温度为９００￣１１５０℃，初始晶粒尺寸４８￣８５μｍ。     

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.     

Cu对超低碳贝氏体钢耐腐蚀性能的影响

借助透射电镜和电化学测试系统,对含铜超低碳贝氏体钢(ULCB)经不同工艺热处理后的微观组织及在0.01mol/LNa2SO4 0.01mol/LNaCl溶液中的腐蚀行为进行研究,并分析了Cu对ULCB钢耐腐蚀性能的影响.结果表明,高铜试样(wCu≥1.0%)经淬火后形成均匀的过饱和固溶体,具有较好的耐腐蚀性能.试样经低温400℃时效处理后,ε-Cu相析出很少,基体组织中的缺陷大大减少,耐腐蚀性能得到改善.当时效温度升至600℃时,析出的ε-Cu颗粒粗化且数量增多,与基体组织形成腐蚀微电池,导致腐蚀电流增加,试样耐腐蚀性下降.     

Refinement of packet size in low carbon bainitic steel by special thermo-mechanical control process

The packet size of bainitic steel can be refined by a special relaxation-precipitation-control phase transformation (RPC)technology. When processed by RPC process, the low carbon bainitic steel composes of two kinds of main intermediate transformation phases. One is ultra-fine lath-like bainitic ferrite and the lath is less than 1 μm in width and about 6 μm in length; the alignment of laths forms a refined packet, and the size of packets is about 5-7 μm in length and about 3-4 μm in width. The other is acicular structure. The morphology and distribution of these acicular structures are influenced by relaxation process, the thin and short acicular structures cut the prior austenite grain and refine the bainitic packet size. For the optimum relaxation time, the packet size can be refined to the finest. The mechanical properties are influenced by relaxation time and the 800 Mpa grade low carbon bainitic steel with excellent toughness can be obtained by RPC process.     

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.     

低碳贝氏体钢中的时效析出行为

测定了Cu-Nb-Cr-Mo系低碳贝氏体钢的时效硬度变化行为,在Gleeble-1500热模拟试验机上模拟了各钢种的蠕变行为,利用金相显微镜、TEM研究了不同钢种的微观组织与沉淀析出.结果表明,含铜钢在不同温度时效时会发生明显的时效硬化效应,在不同温度的蠕变曲线上会出现平台,平台现象是由于蠕变过程中出现了第二相析出,平台出现意味着开始了第二相析出,平台结束则析出过程结束.     

低碳钢中铁素体动态再结晶的粒子激发形核

利用淬、回火工艺得到具有弥散分布的渗碳体粒子 铁素体双相组织的低碳钢,采用Gleeble-1500型模拟机进行热压缩变形实验,研究了在700℃、0.01s-1条件下变形过程中渗碳体粒子对低碳钢铁素体动态再结晶过程的影响. 结果表明:在700℃、0.01s-1条件下变形时,存在以粒子激发形核机制为主的铁素体动态再结晶过程,在形变初期粒子激发形核主要在大尺寸渗碳体粒子(＞1μm)附近发生,大应变量下应变累积促进粒子激发形核在小尺寸渗碳体粒子(0.5～1μm)附近发生.     

低碳含硼钢中BN的析出行为

以硼质量分数为0.0045%、氮质量分数为0.0039%的低碳含硼钢为研究对象,通过对实验钢在凝固过程中BN析出和长大的热力学与动力学进行分析,并结合实验研究了冷却条件对BN析出与长大行为的影响.结果表明：由于溶质元素B和N在凝固前沿的微观偏析,只有当凝固前沿的固相率大于临界值0.981时,BN才能在凝固前沿析出;在凝固前沿随着固相率的增加,B和N均具有明显的偏析.当固相率接近于1时,硼在剩余液相中的实际含量远高于氮元素的含量,氮的扩散是BN长大的限制性环节;钢液冷却速率的变化对B和N元素的偏析无显著影响,而生成BN的尺寸随着钢液冷速的增加而显著减小.     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体( M/A)岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是( Nb,Ti) C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状( Nb,Ti) C析出相,尺寸在10 nm左右.     

Subgrains and boron distribution of low carbon bainitic steels

The structure variation of deformed austenite during the relaxation stage after deformation at various temperatures in an Nb-B ultra low carbon bainitic steel and Fe-Ni alloy was studied by the thermo-simulation. Optical microscope and TEM were applied to analyze the microstructure after RPC (Relaxation-precipitation-controlling phase transformation technique) and the evolution of dislocation configuration. The particle tracking autoradiography (PTA) technique, revealing the distribution of boron, was employed to show the change of boron segregation after different relaxation times. The results indicate that during the relaxation stage the recovery occurs in the deformed austenite, the dislocations rearrange and subgrains form. During the subsequent cooling the boron will segregate at the boundaries of subgrains.