连续冷却转变动力学的数学模拟

本文为便于计算机对钢的奥氏体在连续冷却转变时的动力学进行数学模拟,将过冷奥氏体等温转变动力学曲线用1g(f)=A+BT+CT~2+DT~3+…描述;根据过冷奥氏体转变的孕育期迭加原理,结合工件内各单元的冷却状况计算相应单元的连续冷却转变动力学;对等速连续冷却转变动力学进行了模拟计算.其结果与实测的曲线吻合得相当好;还对模拟方法的准确性进行了分析讨论。     

28CrMnMoV钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用Gleeble-3500热模拟机测量28CrMnMoV钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合差热分析法和金相-硬度法,确定临界点及相变温度点,绘制并分析和应用过冷奥氏体的连续冷却曲线(CCT图),研究实验钢连续冷却时的奥氏体转变.研究结果表明:实验钢过冷奥氏体在高温区可能发生铁素体转变和珠光体转变,中温区可能发生贝氏体转变,低温区可能发生马氏体转变;当冷却速度为0.05～0.5℃/s时,转变产物为多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体的混合组织;在1～5℃/s的冷却速度范围内,转变产物为贝氏体;当冷却速度大于5℃/s时,转变产物为马氏体;合金元素Cr,Mo,V有抑制奥氏体扩散分解的作用,以低于1℃/s的速度冷却才会有先共析铁素体和珠光体;锰质量分数较高对贝氏体转变有明显的促进作用,在0.05～10℃/s的较宽速度范围内连续冷却会发生贝氏体转变.根据测得的CCT图指导28CrMnMoV钢的分级控冷工艺,可在减小钢管淬火应力的同时,为V150油套管的高强韧性提供组织保障.     

用人工神经网络分析Ni含量对新型空冷贝氏体钢CCT图的定量影响

用人工神经网络模型分析了Ni含量对新型空冷贝氏体钢的连续冷却转变(CCT)图的定量影响.首先测试了神经网络模型的预测性能,对几种新型空冷贝氏体钢CCT图的预测结果和实测结果的比较说明我们设计的ANN模型具有较高的预测精度和可靠性.然后用人工神经网络模型分析了Ni含量对CCT图的定量影响.结果表明,Ni含量增加会使钢的奥氏体形成温度下降,推迟高温转变、中温转变和马氏体转变.人工神经网络模型的计算结果与材料科学理论相符.     

3Cr2Mo钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-1500热模拟机上测定3Cr2Mo钢以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法、示差热分析法(DSC)获得该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线).根据测得的CCT曲线,分析以不同冷却速度连续冷却时的组织转变;阐明冷却速度与组织的演变以及硬度变化的关系.比较分析所测CCT曲线与同类转变曲线的异同.研究结果表明:马氏体转变的临界冷却速度为1.0～1.5℃/S;为生产实践和新工艺的制定提供了参考依据.     

HB360级耐磨板的过冷奥氏体连续冷却转变曲线研究

采用Gleeble3800热力模拟试验机研究HB360耐磨板中过冷奥氏体连续冷却过程的相变规律,利用膨胀法结合金相法建立连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,冷却速率不大于1.5 ℃/s时,HB360耐磨板冷却过程中的转变产物全部为贝氏体组织;冷却速率不小于3 ℃/s时,其转变产物全部为马氏体组织.     

低碳微合金管线钢过冷奥氏体连续冷却转变

利用膨胀法和差热分析法结合金相-硬度法,在Gleeble-1500热模拟机上测定一种低碳微合金管线钢以不同速度连续冷却时的膨胀曲线,结合DSC曲线和金相组织分析,确定该钢的临界温度及相变温度,获得该钢的连续冷却转变曲线(CCT图),研究该钢连续冷却时的奥氏体转变。研究结果表明:添加0.21%Mo起到抑制铁素体和珠光体作用,促进针状铁素体组织的形成,实验钢在5.0～20.0℃/s的较宽冷却速度范围内连续冷却都能得到需要的针状铁素体组织,表明低碳Mn-Nb-Mo微合金管线钢容易得到管线钢工程所需要的组织。     

72A帘线钢连续冷却转变规律的分析

采用热膨胀法在Gleeble-1500热模拟实验机上测定72A帘线钢的连续冷却转变(CCT)曲线,并分析开始冷却温度为900 ℃时不同冷却速度下帘线钢的室温组织和连续冷却转变规律.结果表明,随着冷却速度的加快,72A帘线钢的转变开始温度降低、完成转变时间缩短、珠光体片层间距变细,但连续冷却转变条件下得到钢中珠光体组织的均匀性较差.     

热变形过程中γ→α相变开始温度的预测——C-Mn钢与Nb-v微合金钢

以Cahn理论和Scheil法则为基础,讨论了热变形过程对γ α相变的影响,预测了C Mn钢变形过程铁素体析出的开始温度Ar3d和Nb V钢连续冷却转变开始温度Ar3·结果表明,同样变形条件下,碳含量或锰含量越低的钢种Ar3d越高;同一成分钢种,随着变形量增大或变形速率降低Ar3d提高;随着冷却速率的增加,Ar3温度降低;变形可以提高Ar3温度·用该方法进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好,表明这种理论处理方法可用来模拟这种相变过程·     

SiMnVB钢的奥氏体冷却转变曲线的测定

55 SiMnVB铜的奥氏体等温转变曲线及连续冷却转变曲线分别采用磁性法和膨胀法测出。结果表明,由于合金元素的作用,与60 Si2Mn钢相比,55SiMnVB钢的奥氏体等温转变曲线及连续冷却转变曲线的形状和位置发生了明显的变化。     

冷却速度对42CrMoA钢显微组织与硬度的影响

在Gleeble-1500D热模拟机上,测定了42CrMoA钢在不同冷却速度下连续冷却时的温度-膨胀量曲线,并用杠杆法计算了各相的相对含量;测定了不同冷速下相转变后的洛氏硬度值;对转变产物的组织形貌进行了简单分析。研究结果表明:当冷却速度为0.2～0.6℃/s(组织为F+P+B),贝氏体含量逐渐增多;当冷却速度为0.7～17.0℃/s(组织为B+M),马氏体的含量逐渐增多,随着过冷奥氏体冷却速度的增加,其转变后产物的硬度逐渐增大。     

CCT图的计算机辅助推定模型及程序系统

提出了计算机推定焊接ＣＣＴ图的原理及模型，深入分析了１３０多种钢材的焊接ＣＣＴ图形特征与化学成分的相关性，在建立钢材化学成分、ＣＣＴ图及临界点等数据库的基础上，利用多元统计回归技术求出了推定公式中的有关参数，进而开发了程序系统ＷＣＣＴ－ＣＡＤ，应用这一程序系统，实现了给定钢材化学成分并通过一定的人机对话，由计算机自动制定出焊接ＣＣＴ图组织转变曲线的设想。     

Nb对低碳微合金钢连续冷却相变行为的影响

结合膨胀法和金相观察绘制了无Nb和添加质量分数0042%Nb的实验钢的动态CCT曲线,阐明了Nb对低碳微合金钢相变行为和相变组织的影响规律.结果表明,添加Nb可显著细化铁素体晶粒,抑制铁素体形成,促进贝氏体形成,使CCT曲线移向右下方,缩小铁素体和珠光体相变区,显著扩大贝氏体相变区.此外,添加Nb可显著增强细晶强化、析出强化和相变强化效果,使实验钢维氏硬度显著提高.     

Al对热挤压模具钢 SDAH13连续冷却转变规律的影响

采用热膨胀仪测定Al质量分数分别为0.77%和1.43%以及无Al的热挤压模具钢SDAH13的连续冷却转变曲线,并结合光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪分析Al元素对SDAH13钢相变点、连续转变规律、组织以及硬度的影响.结果表明：Al元素显著提高SDAH13钢的Ac1、Ac3和Ms点,降低淬火残留奥氏体含量,同时扩大铁素体及奥氏体两相区.在1060℃奥氏体化温度下,Al元素对SDAH13钢贝氏体相变的临界冷速(0.30℃·s-1)无明显影响,但使贝氏体相区变宽,Al质量分数分别为0.77%和1.43%的SDAH13钢的珠光体相变的临界冷速(0.05℃·s-1和0.3℃·s-1)均高于无Al的SDAH13钢的临界冷速(0.02℃·s-1),且Al质量分数为1.43%的SDAH13钢在0.02~0.08℃·s-1冷速下出现先共析铁素体组织. Al的加入还使SDAH13钢淬火硬度有所降低.     

奥氏体变形对耐候钢相变行为及显微组织的影响

在MMS-100热力模拟实验机上采用热膨胀法结合硬度测试,对耐候钢进行了未变形和变形后的连续冷却的实验研究,建立了未变形和变形奥氏体的CCT曲线.利用光学显微镜、扫描电镜分析研究了冷却速度、变形条件对显微组织的影响.实验结果表明,从未变形到变形的过程,多边形铁素体相变开始温度升高,相变区左移,获得铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大.变形奥氏体的位错缠结抑制贝氏体长大,从而细化转变后的显微组织.     

加热温度对TRIP钢连续冷却转变曲线及室温组织的影响

采用膨胀法在DIL805热膨胀仪上测定了不同加热温度下实验钢的连续冷却转变(CCT)曲线,通过光学显微镜和扫描电镜分析不同加热温度对CCT曲线和冷却试样显微组织的影响.结果表明:当加热温度由完全奥氏体化温度降低到两相区内较高温度时,CCT曲线中铁素体转变区左移;当加热温度处在两相区范围内时,随着加热温度的降低,铁素体转变被推迟,使得CCT曲线右移;新生铁素体外延生长方式和奥氏体中碳富集程度的差异是导致上述变迁的主要因素.     

不同终轧温度下36Mn2V钢的连续冷却转变规律

采用Gleeble-1500热模拟机,测定了36Mn2V钢经四种终轧温度变形后的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,获得了该钢种的连续冷却转变曲线.结果表明:随冷却速度的增大,实验钢的γ/α相变开始温度逐渐降低,贝氏体相变开始温度先升高到一个平台,随冷却速度的进一步增加又降低,晶粒细化;随终轧温度的降低,实验钢的动态连续冷却转变曲线整体向左上方移动,网状铁素体和晶内铁素体明显减少,晶粒略有细化;经四种温度终轧后以3℃.s-1的冷速冷却到室温的四个试样中,唯独950℃终轧的试样中未观察到贝氏体.     

基于Petri网的生产系统建模与分析研究

针对生产管理模式的选择及Petri网建模规模较小等问题,根据生产物流控制的原理,在对基本制造单元进行模块化建模的基础上,应用模块化、层次化的技术构建了推式、拉式等生产管理模式的Petri网模型,然后应用参数化的技术对模型进行了改进,应用IDEF1X方法(icam definition methods,IDEF系列分析方法中的数据建模方法)对着色Petri网的颜色集进行了设计,弥补了Petri网建模的不足,并通过对这些方法的集成应用,建立了具有较强通用性的大规模复杂生产系统的Petri模型.最后,通过直接对所建Petri网模型的仿真和对仿真过程中所采集数据的统计计算,对生产系统的性能进行了分析,验证了上述建模方法的正确性和通用性.该方法为制造企业进行生产模式选择提供了有效的工具.     

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.     

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.