【摘要】：最近,越來(lái)越多的超大型鍛件,例如反應(yīng)堆壓力容器的接管段和上封頭、整體汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子,被制造并應(yīng)用在新一代大功率核電站上。超大型鍛件的出現(xiàn)不但縮短制造周期、降低生產(chǎn)成本,更重要的是能提高安全性和服役周期,提高電站的功率和效率。超大型鍛件的鍛造特點(diǎn)就是變形時(shí)的應(yīng)變速率特別低(平均應(yīng)變速率在0.001s~(-1)的量級(jí))、表面冷卻緩慢。但是長(zhǎng)期以來(lái),人們研究大鍛件變形行為和開(kāi)裂行為的速率基本都在0.01~10s~(-1)的研究范圍,而且均是在恒溫條件下。超大型鍛件鍛造的組織演變規(guī)律、表面開(kāi)裂行為仍缺少詳細(xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),制約了超大型鍛件的制造和發(fā)展。因此,本文以18Mn18Cr0.6N為模型材料,通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)探究其在連續(xù)冷卻變形和極低應(yīng)變速率變形時(shí)的表面開(kāi)裂行為和組織演變規(guī)律,并運(yùn)用DEFORM-3D有限元分析軟件模擬超大型鍛件的連續(xù)冷卻變形過(guò)程。得到以下結(jié)論:(1)18Mn18Cr0.6N以0.001s~(-1)連續(xù)冷卻拉伸變形(編號(hào)T1200-1090)時(shí),其斷面收縮率高于1200℃恒溫拉伸試樣(編號(hào)T1200)和1090℃(T1090)恒溫拉伸試樣。不同條件下的拉伸試樣流變曲線趨勢(shì)相似,但是連續(xù)冷卻拉伸試樣(T1200-1090)存在明顯的加工硬化現(xiàn)象。(2)通過(guò)EBSD測(cè)定,T1200-1090斷口附近的KAM值和小角晶界比例均高于T1200和T1090的,然而,其再結(jié)晶比例則比T1200和T1090的低。18Mn18Cr0.6N以0.001s~(-1)連續(xù)冷卻壓縮變形(編號(hào)C1200-1090-275)時(shí),其再結(jié)晶比例低于1200℃恒溫(編號(hào)C1200-275)和1090℃恒溫壓縮變形(編號(hào)C1090-275)的,小角晶界比例較低。顯然,連續(xù)冷卻變形抑制了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行。基于上述結(jié)論,建立連續(xù)冷卻變形對(duì)再結(jié)晶抑制的模型。(3)18Mn18Cr0.6N以0.0001s~(-1)分別在1150℃和1050℃壓縮至不同真應(yīng)變時(shí),1050℃下壓縮時(shí)的晶粒細(xì)化效果更加明顯。然而,從1150℃降低到1050℃時(shí),變形抗力提高了一倍。基于上述結(jié)論,提出了18Mn18Cr0.6N以0.0001s~(-1)壓縮變形時(shí)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制。(4)18Mn18Cr0.6N以0.0001s~(-1)變形時(shí),裂紋很容易因晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)的不協(xié)調(diào)而在晶界萌生,并且依次沿著晶界、孿晶界、晶內(nèi)的途徑進(jìn)行擴(kuò)展。(5)利用DEFORM-3D軟件模擬了超大型鍛件連續(xù)冷卻變形過(guò)程。無(wú)論是恒溫變形還是連續(xù)冷卻變形,Normalized CL準(zhǔn)則損傷最高值均出現(xiàn)在圓柱試樣側(cè)表面半高處,并且向著心部逐漸降低。在相同應(yīng)變下,連續(xù)冷卻變形時(shí)的Normalized CL準(zhǔn)則損傷數(shù)值高于恒溫變形的,并且隨著應(yīng)變的增加,其差值逐漸變大。
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文600 噸級(jí)鋼錠的冶煉、鑄造和鍛造，突破了目前重工業(yè)的限制，成為超大型鍛件的典型代表。超大型鍛件的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品層次以及整體質(zhì)量水平也逐漸成為代表國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志。a）AP1000 整鍛低壓轉(zhuǎn)子 b）AP1000 核反應(yīng)堆壓力容器

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 3 章 連續(xù)冷卻條件下熱鍛表面開(kāi)點(diǎn)研究 18Mn18Cr0.6N以 0.001s-1應(yīng)變速率連續(xù)冷卻變形察組織演變情況，分析裂紋擴(kuò)展和再結(jié)晶行為，，總結(jié)出表面開(kāi)裂機(jī)理。冷卻條件下拉伸開(kāi)裂行為流變曲線 給出了不同條件下拉伸試樣的流變應(yīng)力曲線。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG316.192;TM623

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9 袁士

本文編號(hào)：2711252