检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王佳锴华中科技大学

学位级别：硕士

在模锻成形过程中,材料会经历复杂的应力状态。已有研究表明,在不同的应力状态下,模锻材料的流动行为和微观组织演变行为也会出现不同。所以研究不同应力状态下300M钢的流动行为和微观组织演变行为,对于制定300M钢大型锻件模锻成形的工... 详细信息

在模锻成形过程中,材料会经历复杂的应力状态。已有研究表明,在不同的应力状态下,模锻材料的流动行为和微观组织演变行为也会出现不同。所以研究不同应力状态下300M钢的流动行为和微观组织演变行为,对于制定300M钢大型锻件模锻成形的工艺参数,确保成形质量,具有重要的意义。本文开展300M钢高温拉伸实验,建立300M钢在拉伸应力状态下的本构模型和动态再结晶模型,并与已有高温压缩状态下300M钢的流动和材料组织演化模型进行对比研究。主要内容如下:首先,采用Gleeble3500热模拟试验机,对300M钢拉伸试样在温度900℃150℃,应变速率0.01 s0 s条件下进行高温拉伸实验,并通过缩颈修正得到真实应力-应变曲线。对比拉伸和压缩真实应力-应变曲线,发现拉伸应力-应变曲线呈现动态回复型,而压缩应力-应变曲线呈现动态再结晶型。同等变形条件下拉伸应力大于压缩应力。根据拉伸真实应力-应变曲线建立Arrhenius本构方程,与压缩状态下的本构方程对比,发现拉伸变形时300M钢的变形激活能小于压缩应力状态下的变形激活能,这是由于压缩变形相较拉伸变形发生更多的动态再结晶现象,动态再结晶需要消耗更多的能量。然后,采用OM金相观察方法,观察了300M钢拉伸变形后的试样表面微观组织。与其他材料不同,在300M拉伸试样中发现较为明显的动态再结晶,并且动态再结晶随着温度增加和应变速率的减小而增加。对观察到的微观金相组织使用截线法统计动态再结晶晶粒尺寸,建立动态再结晶体积分数模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。对比拉伸压缩不同应力状态下的动态再结晶体积分数模型发现,在相同变形条件下,拉伸的动态再结晶体积分数小于压缩,这与之前对本构模型的研究得出的结论保持一致。最后,在高温激光共聚焦显微镜下,对300M钢试样进行了高温拉伸原位观察实验,通过实时观察高温拉伸变形过程中的微观组织演化情况,分析了300M钢动态再结晶机制的形成机理,发现应变诱导晶界迁移和孪晶促进拉伸过程中的动态再结晶。同时将原位观察到的微观组织与之前使用传统金相法得到的微观组织进行对比,发现传统金相腐蚀法和原位观察得到的结果能较好的吻合。

关键词： 300M钢应力状态本构模型动态再结晶模型原位观察

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锆合金板材热变形力学行为及组织演变

锆合金板材热变形力学行为及组织演变

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作者：牛嘉维沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

锆合金因为其优异的核性能及良好的综合性能被广泛应用于制备压水堆核电站中的燃料包壳管以及定位格架,其中,Zirlo锆合金由于其耐腐蚀性能优良,及显著降低核燃料成本的优点,近年来受到了广泛的关注及应用。本文以Zirlo锆合金板材为实验... 详细信息

锆合金因为其优异的核性能及良好的综合性能被广泛应用于制备压水堆核电站中的燃料包壳管以及定位格架,其中,Zirlo锆合金由于其耐腐蚀性能优良,及显著降低核燃料成本的优点,近年来受到了广泛的关注及应用。本文以Zirlo锆合金板材为实验材料,采用Gleeble-3800热模拟实验机对试样进行了单道次等温恒应变速率热压缩实验,变形温度分别为550℃、600℃、650℃及700℃,应变速率则分别为0.01s-1,0.1s-1.1s-1及10s-1,得到了 Zirlo锆合金的真应力-真应变曲线,并对曲线进行了温升修正。通过修正后的曲线分析了温度及应变速率对Zirlo锆合金热变形过程中的流变应力及组织演变的影响规律,发现在实验变形条件下,随着温度的升高与应变速率的降低,合金的动态回复及动态再结晶作用加强,使得合金的变形软化作用加强,由加工硬化型向动态回复型及动态再结晶型的曲线转变。建立了应力应变曲线的峰值应力模型、加入应变补偿的改进型Arrhenius流变应力本构模型,及基于结合位错密度演化的加工硬化和唯象型的软化的方式建立的分段本构模型,结果表明:应变补偿Arrhenius本构模型不适合预测随应变的增加而应力值变化趋势不同的应力变化。而分段本构模型能够很好地预测Zirlo锆合金不同变形条件下的流变应力值,具有准确度高、延拓性好和参数少计算简便等优点。对Zirlo锆合金建立了热加工图,结果表明该合金最佳热加工参数为:变形温度580～680℃,应变速率为0.01s-1～0.05 s-1,该区域处于稳态加工区域且具有最高的能量耗散率。在上述参数下进行热加工合金容易获得更好的组织与更高的性能。采用流变应力曲线结合微观组织分析的方法,建立并验证了 Zirlo锆合金的动态再结晶模型。结合峰值应力模型及动态再结晶模型建立Zirlo锆合金材料模型,集成到Deform有限元模拟软件,进行锆合金板材轧制过程的模拟,用云图和点追踪的方法,分析了板材轧制过程中的应力应变情况,板材不同位置的温度分布情况及轧制过程中板材的组织演变。

关键词： Zirlo锆合金本构模型热加工图动态再结晶模型数值模拟

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IN690合金热变形过程中组织演变的计算与试验研究

IN690合金热变形过程中组织演变的计算与试验研究

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作者：王威江苏大学

学位级别：硕士

IN690合金是一种镍基高温合金,因其碳含量低、氮含量高的特点而被认为是IN600合金的理想替代材料。IN690合金具有力学特性优异、成形性好、耐腐蚀开裂性能良好的特点,在核电站蒸汽发生器传热管中得到了广泛的应用。热挤压是IN690合金管... 详细信息

IN690合金是一种镍基高温合金,因其碳含量低、氮含量高的特点而被认为是IN600合金的理想替代材料。IN690合金具有力学特性优异、成形性好、耐腐蚀开裂性能良好的特点,在核电站蒸汽发生器传热管中得到了广泛的应用。热挤压是IN690合金管材制造过程中的关键步骤,在加工过程中可能会因加工硬化(WH)现象而使管材产生裂纹。因此,热加工被广用作为优化高温合金组织和改善其力学性能的方法。热加工过程对温度、应变速率和真应变等工艺参数非常敏感。在热加工过程中存在一些复杂的冶金现象(包括:WH、动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)等)需要解决。因此,研究IN690合金的DRX行为具有重要意义。使用Gleeble-3500热力模拟试验机在不同变形条件(温度950-1100℃、应变速率0.01-1 s、最大真应变0.8)下进行了热压缩试验。分析了IN690合金的流动应力曲线并创建了IN690合金的高温本构模型和DRX动力学模型,揭示了流变应力曲线的变化规律。通过金相显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等表征手段,系统的研究了热变形参数对IN690合金组织演变的影响并发现了IN690合金的DRX机制。此外本文还利用有限元模拟(FEM)软件对微观组织演变过程进行了模拟。综上所述,得出的试验结论如下:IN690合金的流动应力随温度的升高和应变速率的减小而减小。IN690合金的流动应力曲线分为三个不同的阶段,即WH阶段、DRV阶段和DRX阶段。在IN690成核机制以非连续动态再结晶(DDRX)为主,辅之以连续动态再结晶(CDRX)。DDRX通常发生在变形晶界处,晶核生长在高能量区,IN690合金的DDRX机制主要特征为晶界弓出。CDRX通常发生在原始晶粒内部,IN690合金的CDRX机制主要特征为亚晶旋转伴随有低角度晶界(LAGBs)向高角度晶界(HAGBs)迁移。亚结构的演化过程如下:首先,高密度位错集中在原晶界附近,其次,高密度位错转变为亚晶粒,最终形成DRX晶粒。位错重排和湮没发生在DRX过程中并伴随着LAGBs向HAGBs迁移。通过使用FEM软件对IN690合金的DRX过程进行模拟。试验结果验证了计算模型的正确性,并对DRX过程进行了预测。结果表明,变形温度的上升、应变速率的下降,将提高IN690合金的动态再结晶体积分数(X)。

关键词： IN690合金动态再结晶高温本构模型电子背散射衍射动态再结晶模型热压缩

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基于平面应变热模拟的3Cr2Mo钢板材动态再结晶动力学分析

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安徽工业大学学报（自然科学版） 2019年第1期36卷 13-18页

作者：杨磊何宜柱安徽工业大学材料科学与工程学院

采用平面应变法研究3Cr2Mo钢板材动态再结晶过程。在Gleeble-3500模拟试验机上进行平面应变热模拟试验,应变速率为0.1~50s^-1,热变形温度为950~1100℃。用平滑处理后的流变应力数据分析热变形过程中动态再结晶的演化过程,结合平面应变... 详细信息

采用平面应变法研究3Cr2Mo钢板材动态再结晶过程。在Gleeble-3500模拟试验机上进行平面应变热模拟试验,应变速率为0.1~50s^-1,热变形温度为950~1100℃。用平滑处理后的流变应力数据分析热变形过程中动态再结晶的演化过程,结合平面应变实验数据回归推导得到动态再结晶的激活能为309.05kJ/mol。引入Zener-Hollomon参数,基于流变应力曲线,分析峰值应变的模拟方程。根据不同应变速率和温度下的流变应力结果,研究3Cr2Mo钢的动态再结晶转化过程,用Avrami方程建立动态再结晶动力学方程。通过动态再结晶转化体积分数实验数据和模型计算值的对比,验证了构建的动态再结晶动力学方程可较好地预测平面应变过程中的动态再结晶过程。

关键词：平面应变流变应力热变形动态再结晶模型

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5083铝合金超塑成形力学性能研究与动态再结晶模型建立

5083铝合金超塑成形力学性能研究与动态再结晶模型建立

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作者：刘倩南京航空航天大学

学位级别：硕士

5083铝合金具有良好的综合性能和优异的防腐蚀性能，已成为汽车、轨道交通工业超塑成形的热门材料。铝合金超塑变形中经常伴随晶粒长大，晶粒长大将降低材料的超塑性能和成形件的使用性能，工艺参数对晶粒的变化的影响很大。对成形过程... 详细信息

5083铝合金具有良好的综合性能和优异的防腐蚀性能，已成为汽车、轨道交通工业超塑成形的热门材料。铝合金超塑变形中经常伴随晶粒长大，晶粒长大将降低材料的超塑性能和成形件的使用性能，工艺参数对晶粒的变化的影响很大。对成形过程的组织演变进行计算机数值模拟，动态跟踪再结晶过程可以预测和控制晶粒变化，进而优化加工工艺参数，为缩短工艺周期提供理论依据，因此具有理论和实际的重要意义。本文对5083铝合金超塑成形过程中动态再结晶演变进行了相关研究，主要研究工作如下：\n 研究了5083铝合金高温拉伸时的变形特性，分析了高温拉伸过程的宏观（真应力-真应变曲线）和微观演变（动态再结晶和空洞演变），探究了变形条件对流变应力和微观演变的影响，建立了5083铝合金的材料本构方程。\n 借鉴***和***理论，利用真应力-真应变曲线分别得到硬化率随应力、应变的变化，推导了5083铝合金动态再结晶数学模型，并用此模型模拟了热压缩过程，和已有文献中的试验对比，结果符合实际，证明建立的动态再结晶数学模型可用于模拟5083铝合金的高温变形行为。\n 运用DEFORM-3D软件分别对5083铝合金高温单向拉伸过程和超塑气胀成形车窗零件的过程进行了有限元分析，在高温单向拉伸过程中得出了温度、应变速率分别对峰值应力和动态再结晶百分数演变规律的影响；在超塑胀形过程中，针对不同摩擦系数和背压值对最终成形件壁厚分布的影响，得出了最优的工艺参数，这对指导实际生产过程有重要意义。

关键词： 5083铝合金超塑成形力学性能动态再结晶模型

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300M钢的热态变形特性及其动态再结晶模型研究

300M钢的热态变形特性及其动态再结晶模型研究

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作者：刘凯南昌航空大学

学位级别：硕士

作为一种应用广泛的低合金超高强度钢，300M钢通常采用锻造工艺成形，因而有必要对其热变形机制，尤其是动态再结晶演变规律进行系统的研究。本文基于热暴露实验和热模拟压缩实验，对300M钢奥氏体晶粒长大规律、热变形行为及动态再结晶... 详细信息

作为一种应用广泛的低合金超高强度钢，300M钢通常采用锻造工艺成形，因而有必要对其热变形机制，尤其是动态再结晶演变规律进行系统的研究。本文基于热暴露实验和热模拟压缩实验，对300M钢奥氏体晶粒长大规律、热变形行为及动态再结晶组织演变规律进行了研究，并分别构建了数学模型。基于热暴露实验，对300M钢奥氏体晶粒长大规律及模型进行了研究。研究表明：随加热温度的升高和保温时间的延长，300M钢奥氏体晶粒尺寸增大;当加热温度为850-1050℃时，300M钢奥氏体晶粒长大较缓;而当加热温度为1050-1180℃时，300M钢奥氏体晶粒长大较快。基于热暴露后奥氏体晶粒尺寸实测数据，构建了300M钢奥氏体晶粒长大模型，该模型可用于求解该材料热变形前晶粒尺寸。基于热模拟压缩实验，研究了300M钢的热变形行为。研究表明：该材料在不同的热变形条件下，存在双峰不连续动态再结晶型及单峰不连续动态再结晶型两种特征类型的应力-应变曲线。根据Arrhenius双曲正弦方程，建立了300M钢的本构关系模型，获得了变形激活能Q为336.9788kJ/mol，求出了300M钢在不同变形参数下的Z参数。Z参数的变化规律表明：当lnZ大于33.37时，300M钢的应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型;而当lnZ小于33.37时，300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型。基于对300M钢微观组织观察与分析，研究了热变形条件与动态再结晶之间的关系。研究结果表明：变形前的晶粒尺寸越小，则变形后晶粒尺寸越小;应变速率减小和变形温度升高均会使得变形后平均晶粒尺寸增大，但变形组织尺寸均匀性增加;当应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型时，其热变形过程发生两轮动态再结晶;当应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型时，其热变形过程仅发生一轮动态再结晶;若发生两轮动态再结晶，则当第一轮动态再结晶的再结晶体积分数达到80%时，第一轮动态再结晶结束。基于300M钢流变数据和动态再结晶实测数据，分别对该材料的两轮动态再结晶构建了动态再结晶峰值应变、临界应变、体积分数及平均晶粒尺寸数学模型。模型精度良好，能够用来定量描述300M钢在的动态再结晶演变规律。

关键词： 300M钢奥氏体晶粒长大热变形行为动态再结晶动态再结晶模型

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马氏体不锈钢Z2CN131动态再结晶行为研究

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热加工工艺 2018年第14期47卷 75-79页

作者：孙利钢上海电机学院机械学院

使用Gleeble-1500热模拟力学实验机研究了不同变形温度、应变速率对Z2CN131马氏体不锈钢流变应力的影响。结果表明：Z2CN131马氏体不锈钢在低的应变速率（0.01 s-1）、高的变形温度（1050、1150℃）时发生动态再结晶;在lnθ-ε曲线图出... 详细信息

使用Gleeble-1500热模拟力学实验机研究了不同变形温度、应变速率对Z2CN131马氏体不锈钢流变应力的影响。结果表明：Z2CN131马氏体不锈钢在低的应变速率（0.01 s-1）、高的变形温度（1050、1150℃）时发生动态再结晶;在lnθ-ε曲线图出现的拐点,-坠lnθ/坠ε-ε曲线图上出现的极小值点,所对应的应变为动态再结晶的临界条件,由此可确定动态再结晶临界应变。基于Avrami方程建立了Z2CN131马氏体不锈钢的再结晶模型。

关键词： Z2CN131马氏体不锈钢热模拟应力-应变曲线动态再结晶模型

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300M钢大型锻坯热成形工艺研究

300M钢大型锻坯热成形工艺研究

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作者：薛小伟湖南大学

学位级别：硕士

由于300M钢具有高强度、高断裂韧性、良好的抗疲劳性能等优点,其在飞机起落架等大型航空关键承力结构件上应用十分广泛。大型结构件的锻造过程一般包括开坯锻造和模锻,在开坯锻造时,锻造的不均匀会导致组织的粗晶和混晶,这将严重影响锻... 详细信息

由于300M钢具有高强度、高断裂韧性、良好的抗疲劳性能等优点,其在飞机起落架等大型航空关键承力结构件上应用十分广泛。大型结构件的锻造过程一般包括开坯锻造和模锻,在开坯锻造时,锻造的不均匀会导致组织的粗晶和混晶,这将严重影响锻件的最终使用性能。而目前针对铸态300M钢热变形行为的研究还鲜有报道,并且开坯锻造时成形工艺参数难以控制。因此,本文重点研究铸态300M钢的热变形行为,分别建立了铸态300M钢本构方程及动态再结晶等材料模型。并且本文借助有限元模拟软件DEFORM,对铸态300M钢铸锭的开坯锻造过程进行了有限元模拟,得到了优化后开坯锻造工艺参数,并成功应用到实际生产中。本文研究内容主要包括以下三点:（1）铸态300M钢热变形行为研究。对铸态300M钢进行单道次等轴热压缩实验,得到真应力-应变曲线后,并对曲线进行摩擦和温度修正,建立了本构方程和热加工图以及动态再结晶等材料模型。从热加工图中得到铸态300M钢的最佳热变形工艺窗口:变形温度为1080℃1200℃、应变速率为0.01 s-10.8 s-1。（2）铸态300M钢材料模型验证。对铸态300M钢双锥试样进行了镦粗实验,分析了双锥试样镦粗后的微观组织,结果表明,双锥试样的再结晶程度表层到心部逐渐变大,晶粒先在原奥氏体晶界上形核,再结晶晶粒随着变形量的增加随后向晶内扩展。借助DEFORM软件对双锥试样镦粗过程进行了模拟,镦粗后的试样的应变从表层到心部逐渐增大,再结晶程度也随之增大,再结晶体积分数和应变的关系呈S型。实验与模拟结果的误差较小,表明建立的材料模型能较好的预测铸态300M钢的热变形过程。（3）大型300M钢铸锭开坯工艺优化。对铸态300M钢的开坯锻造过程中的镦粗和拔长过程进行了数值模拟,确定了300M钢开坯锻造的基本工艺,开坯过程包括五次镦粗和拔长,每次镦粗的压下量为50%,拔长时的错砧量为200 mm,进给量为600 mm。将此工艺运用到实际生产中,并解剖现场开坯后的300M钢方坯锻件,结果表明,此锻造工艺满足了300M钢开坯锻造的晶粒度要求。

关键词：微观组织演变铸态300M钢本构方程动态再结晶模型热加工图

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大型变壁厚封头分步加载成形工艺及模拟研究

大型变壁厚封头分步加载成形工艺及模拟研究

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作者：贾祥太原科技大学

学位级别：硕士

随着核能、化工、石油等行业的发展,封头类锻件作为重大技术装备不可或缺的重要部件,由于其体积大、结构复杂,在高温、高压、长时间辐射等恶劣条件下对产品质量有较高的要求。对大型封头而言,为使其外部形状尺寸以及内部材料组织的综合... 详细信息

随着核能、化工、石油等行业的发展,封头类锻件作为重大技术装备不可或缺的重要部件,由于其体积大、结构复杂,在高温、高压、长时间辐射等恶劣条件下对产品质量有较高的要求。对大型封头而言,为使其外部形状尺寸以及内部材料组织的综合性能都达到规定的服役要求,对其合理成形工艺的研究已经势在必行。然而,目前我国现有的大锻件制造技术与国外有着明显的差距,部分高端产品和大型锻件达不到服役标准,逐渐变成限制我国重大装备制造业和工业发展的重要因素。本文以核电封头用钢SA508-3CL为研究对象,利用Gleeble-1500D热/力模拟试验机,在变形温度为900～1200℃、应变速率为0.001～1 s-1、应变为0.7的实验条件下,研究了其热变形行为及动态再结晶行为,并通过实验数据的线性回归分析,获得该材料热激活能、Zener-Hollomon参数、本构方程以及动态再结晶动力学模型。根据所建立的热变形方程,以核电反应堆压力容器封头为研究对象,采用有限元数值模拟和缩比试验相结合的研究方法,主要研究了核电上封头分步加载成形过程中,在满足现有液压机载荷的情况下,成形方式、主要工艺参数的优化以及封头材料的塑性变形规律。并且着重分析锻件分步成形中的主要影响参数,坯料高径比尺寸、凸模形状尺寸以及上下模配合关系等,分别归纳出各组工艺参数对封头成形的影响,最终在满足现有液压机载荷的基础上,确定了较为合理的分步加载成形工艺方案。基于上述研究,设计了一套比例为1:8的试验模具,并进行了封头分步加载缩比试验,结果表明,封头试验尺寸与设计尺寸基本吻合,并且满足了液压机载荷,证明了该分步加载成形工艺的合理性,为以后同类型变壁厚封头的制造提供了理论依据。

关键词：变壁厚封头动态再结晶模型参数优化数值模拟缩比试验

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■钢的热塑性变形和动态再结晶

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一重技术 2018年第5期 55-58页

作者：张彩红天津重型装备工程研究有限公司天津300457

基于对■钢高温塑性变形行为和动态再结晶行为的定量研究,分析变形工艺参数对■钢高温流变应力和动态再结晶的影响规律,建立起流变应力模型和动态再结晶模型,为■钢锻件热变形模拟和改性提供依据。

关键词： 21/4Cr1Mo1/4V钢热压缩流变应力模型动态再结晶模型

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