電渣重熔Mn18Cr18N鋼的熱變形行為與本構(gòu)方程
發(fā)布時間：2021-08-09 18:31
采用恒溫熱壓縮實驗方法,研究了電渣重熔Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼在變形溫度950℃～1 200℃、應變速率0.001～1 s-1、真應變0.69變形條件下的熱變形行為。分析獲得了該鋼具有較高的熱變形激活能637.351 kJ/mol.熱變形應變指數(shù)值4.95表明熱變形主要受位錯的攀移所控制。通過分析Z參數(shù)對流變應力曲線特征點的影響,建立了由Z參數(shù)表示的流變應力曲線特征點模型。基于此,建立了基于動態(tài)軟化曲線特征點的兩段式本構(gòu)方程。
【文章來源】：太原科技大學學報. 2020,41(06)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼原始微觀組織
2.1 應力-應變曲線圖2為ESR Mn18Cr18N護環(huán)鋼在不同應變速率和變形溫度下的應力-應變曲線�？梢钥闯�,在不同的變形參數(shù)條件下,該鋼的熱變形流變應力曲線均呈現(xiàn)動態(tài)軟化型曲線特征,其峰值應力、峰值應變等特征值隨著變形溫度的降低以及應變速率的升高而出現(xiàn)增大的趨勢。0.001～0.1 s-1的應變速率范圍內(nèi),峰值應力隨應變速率的升高顯著增大;0.1 s-1和1 s-1的應變速率范圍內(nèi),峰值應力隨應變速率的升高略有增大。如變形溫度1 000 ℃時,0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1條件下峰值應力分別為101 MPa、134 MPa、182 MPa、199 MPa.950 ℃～1 100 ℃之間,峰值應力隨溫度的升高急劇降低;1 100 ℃～1 200 ℃之間,峰值應力隨溫度的升高逐漸降低。如應變速率0.1 s-1時,950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 200 ℃條件下峰值應力分別為232 MPa、182 MPa、136 MPa、115 MPa、53 MPa.金屬的熱變形過程就是動態(tài)軟化和加工硬化相互作用的過程。其中,動態(tài)軟化機制主要包括動態(tài)再結(jié)晶與動態(tài)回復。動態(tài)回復過程中主要是位錯的交滑移和攀移,而動態(tài)再結(jié)晶主要是高位錯密度驅(qū)動下晶核的形核和長大過程,從而使位錯密度降低;加工硬化則主要由位錯的增殖和位錯間的相互作用等現(xiàn)象而使位錯累積產(chǎn)生的。變形溫度的升高為位錯的交滑移和攀移提供了驅(qū)動力,增大動態(tài)回復以及動態(tài)再結(jié)晶的軟化能力;應變速率增大時,在同一變形量下的變形時間減少,動態(tài)再結(jié)晶的軟化機制不能得到充分的進行。所以,如圖2所示,較高的變形溫度和較低的應變速率情況下易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶行為。
圖3為ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程中動態(tài)再結(jié)晶組織。相同溫度條件下(圖3(a)、(b)),隨著應變速率的增大,動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)降低,動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸沒有明顯變化。表明ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼的熱變形過程對應變速率較為敏感。相同應變速率條件下(圖3(c)、(d)),隨著變形溫度的升高,原子的擴散能力提升,提供給動態(tài)再結(jié)晶形核需要的能量也增多,從金相組織上可以觀察得到動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸增大,動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)也提高。所以,ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程中變形溫度的提高對動態(tài)再結(jié)晶會有促進作用。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]空心鋼錠凝固過程缺陷的模擬研究[J]. 張博,朱花,趙曉東,何文武,陳慧琴. 太原科技大學學報. 2018(01)
[2]Mg-xZn-Y合金顯微組織、力學性能與導熱性能研究[J]. 胡延昆,李秋書,郭會玲,李建文,吳瑞瑞. 太原科技大學學報. 2018(01)
[3]核電用奧氏體不銹鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為[J]. 楊曉雅,何岸,謝甘霖,王西濤. 工程科學學報. 2015(11)
[4]0Cr18Mn18N0.6高氮無鎳奧氏體不銹鋼的變形與再結(jié)晶[J]. 季長濤,范艷華,陳咨偉,安秋沿. 熱加工工藝. 2015(21)
[5]鑄態(tài)1Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形行為研究[J]. 王輝亭,周燦棟,任濤林,文道維,高秀玲,李文君,戚彩夢,霍巖. 大電機技術. 2014(05)
[6]Mn18Cr18N護環(huán)鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為及功率耗散圖[J]. 郭銀芳,劉建生,何文武. 機械工程材料. 2010(03)
[7]奧氏體不銹鋼在恒應變疲勞過程中的組織結(jié)構(gòu)研究[J]. 王靜宜,談育煦,馬增海. 金屬學報. 1990(02)
博士論文
[1]護環(huán)用改進型超高氮奧氏體鋼的鑄態(tài)組織及熱變形行為[D]. 張榮華.燕山大學 2015
[2]熱鍛非連續(xù)變形過程微觀組織演變的元胞自動機模擬[D]. 陳飛.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]電渣重熔Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程組織演變的研究[D]. 王振興.太原科技大學 2017
[2]Mn18Cr18N護環(huán)鋼多火次熱變形微觀組織演變的研究[D]. 郭銀芳.太原科技大學 2009
本文編號：3332580
【文章來源】：太原科技大學學報. 2020,41(06)
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼原始微觀組織
2.1 應力-應變曲線圖2為ESR Mn18Cr18N護環(huán)鋼在不同應變速率和變形溫度下的應力-應變曲線�？梢钥闯�,在不同的變形參數(shù)條件下,該鋼的熱變形流變應力曲線均呈現(xiàn)動態(tài)軟化型曲線特征,其峰值應力、峰值應變等特征值隨著變形溫度的降低以及應變速率的升高而出現(xiàn)增大的趨勢。0.001～0.1 s-1的應變速率范圍內(nèi),峰值應力隨應變速率的升高顯著增大;0.1 s-1和1 s-1的應變速率范圍內(nèi),峰值應力隨應變速率的升高略有增大。如變形溫度1 000 ℃時,0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1條件下峰值應力分別為101 MPa、134 MPa、182 MPa、199 MPa.950 ℃～1 100 ℃之間,峰值應力隨溫度的升高急劇降低;1 100 ℃～1 200 ℃之間,峰值應力隨溫度的升高逐漸降低。如應變速率0.1 s-1時,950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 200 ℃條件下峰值應力分別為232 MPa、182 MPa、136 MPa、115 MPa、53 MPa.金屬的熱變形過程就是動態(tài)軟化和加工硬化相互作用的過程。其中,動態(tài)軟化機制主要包括動態(tài)再結(jié)晶與動態(tài)回復。動態(tài)回復過程中主要是位錯的交滑移和攀移,而動態(tài)再結(jié)晶主要是高位錯密度驅(qū)動下晶核的形核和長大過程,從而使位錯密度降低;加工硬化則主要由位錯的增殖和位錯間的相互作用等現(xiàn)象而使位錯累積產(chǎn)生的。變形溫度的升高為位錯的交滑移和攀移提供了驅(qū)動力,增大動態(tài)回復以及動態(tài)再結(jié)晶的軟化能力;應變速率增大時,在同一變形量下的變形時間減少,動態(tài)再結(jié)晶的軟化機制不能得到充分的進行。所以,如圖2所示,較高的變形溫度和較低的應變速率情況下易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶行為。
圖3為ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程中動態(tài)再結(jié)晶組織。相同溫度條件下(圖3(a)、(b)),隨著應變速率的增大,動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)降低,動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸沒有明顯變化。表明ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼的熱變形過程對應變速率較為敏感。相同應變速率條件下(圖3(c)、(d)),隨著變形溫度的升高,原子的擴散能力提升,提供給動態(tài)再結(jié)晶形核需要的能量也增多,從金相組織上可以觀察得到動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸增大,動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)也提高。所以,ESR Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程中變形溫度的提高對動態(tài)再結(jié)晶會有促進作用。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]空心鋼錠凝固過程缺陷的模擬研究[J]. 張博,朱花,趙曉東,何文武,陳慧琴. 太原科技大學學報. 2018(01)
[2]Mg-xZn-Y合金顯微組織、力學性能與導熱性能研究[J]. 胡延昆,李秋書,郭會玲,李建文,吳瑞瑞. 太原科技大學學報. 2018(01)
[3]核電用奧氏體不銹鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為[J]. 楊曉雅,何岸,謝甘霖,王西濤. 工程科學學報. 2015(11)
[4]0Cr18Mn18N0.6高氮無鎳奧氏體不銹鋼的變形與再結(jié)晶[J]. 季長濤,范艷華,陳咨偉,安秋沿. 熱加工工藝. 2015(21)
[5]鑄態(tài)1Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形行為研究[J]. 王輝亭,周燦棟,任濤林,文道維,高秀玲,李文君,戚彩夢,霍巖. 大電機技術. 2014(05)
[6]Mn18Cr18N護環(huán)鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為及功率耗散圖[J]. 郭銀芳,劉建生,何文武. 機械工程材料. 2010(03)
[7]奧氏體不銹鋼在恒應變疲勞過程中的組織結(jié)構(gòu)研究[J]. 王靜宜,談育煦,馬增海. 金屬學報. 1990(02)
博士論文
[1]護環(huán)用改進型超高氮奧氏體鋼的鑄態(tài)組織及熱變形行為[D]. 張榮華.燕山大學 2015
[2]熱鍛非連續(xù)變形過程微觀組織演變的元胞自動機模擬[D]. 陳飛.上海交通大學 2012
碩士論文
[1]電渣重熔Mn18Cr18N奧氏體不銹鋼熱變形過程組織演變的研究[D]. 王振興.太原科技大學 2017
[2]Mn18Cr18N護環(huán)鋼多火次熱變形微觀組織演變的研究[D]. 郭銀芳.太原科技大學 2009
本文編號：3332580
本文鏈接：http://www.sikaile.net/projectlw/yjlw/3332580.html
