FV520B马氏体不锈钢热变形行为及热加工图

发布时间：2020-06-16 00:47

【摘要】：FV520B马氏体不锈钢是广泛用来制造汽轮机叶片的常用材料。复杂的工作环境要求叶片具有良好的宏微观性能。热锻制造的叶片各方面性能优于机加工制造的叶片。FV520B钢的热变形行为及其热加工性能对叶片热锻工艺参数的选择有着至关重要的作用。目前,FV520B钢的热变形行为及其热加工性能的研究仍处于盲区状态。针对这种状况,本文分析探究了各变形参数对FV520B钢的热变形行为和热加工性能的影响,推导建立FV520B钢本构方程、热加工图和动态再结晶模型,为FV520B钢热锻叶片工艺参数的选择和优化提供依据,具体研究结果如下所述:本文基于FV520B钢在变形温度为850-1150℃和应变速率为0.005-5s~(-1)下的流动应力-应变曲线,讨论和分析了变形参数对FV520B钢高温流动行为的影响。推导建立了FV520B钢修正Arrhenius型和修正J-C型本构方程,这两种本构方程的流动应力预测值与实验值的平均相对误差分别为3.012%和8.408%。对比分析表明修正Arrhenius型本构方程比修正J-C型本构方程能更准确的预测FV520B钢的高温流动应力。结合动态材料模型(DMM)和所建立的FV520B钢修正Arrhenius型本构方程以及Murty不稳定性判据,分别计算了FV520B钢的功率耗散效率η和不稳定参数ξ((5)ε)来构建其热加工图。结果表明FV520B钢热加工不稳定区域随应变的增加先逐渐增大后略有所减小。热加工图和相应条件下的微观组织结合分析,确定FV520B钢的最佳热加工工艺参数的范围为0.027-0.23s~(-1)/1050-1125℃。通过流动应力-应变曲线计算了F520B钢动态再结晶行为发生时的特征参数,构建了它们与Z参数的关系。推导建立FV520B钢的DRX动力学模型,预测了FV520B钢在1000-1150℃/0.005-5s~(-1)下的动态再结晶体积分数,相应条件下的显微组织分析验证了所建立的FV520B钢动态再结晶动力学模型的可靠性。统计测量结果表明FV520B钢动态再结晶晶粒尺寸随应变速率减小、初始晶粒尺寸增大、温度升高以及变形量减小而增大。构建的FV520B钢动态再结晶晶粒尺寸模型的晶粒预测值与测量值的平均相对误差为7.62%,能较好地预测FV520B钢的动态再结晶晶粒尺寸。对FV520B钢热镦粗微观组织演化的有限元模拟,通过分析变形温度和应变速率对FV520B钢动态再结晶体积分数和平均晶粒尺寸分布的影响,验证了FV520B钢最佳热加工工艺参数范围1050-1125℃/0.027-0.23s~(-1)具有一定的可靠性。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.71
【图文】：

是与设备相连的电脑，实验采集的数据传入该电脑上，图 2-1(d)是在压缩试样沿轴向方向的中间安装数据追踪的热电偶丝装置。图2-1 实验仪器Gleeble-3500热力模拟试验机：(a) Gleeble-3500整体设备，(b) 压缩室，(c) 数据采集电脑，(b) 热电偶丝安装装置2.2.2 实验方案通过国内外相关文献的查阅，了解了 FV520B 钢完全奥氏体化的温度至少要达到 850℃。本课题研究的是 FV520B 钢的高温热塑性变形行为，因此选取FV520B 钢的热物理模拟压缩实验的变形温度为 850℃-1150℃，应变速率设定为0.005-5s-1，压缩试样的变形量为 60%

50 300 850 120 0.005 0.050.5550 300 925 120 0.005 0.050.5550 300 1000 120 0.005 0.050.5550 300 1075 120 0.005 0.050.5550 300 1150 120 0.005 0.050.55

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1 鲁世强;欧阳德来;崔霞;王克鲁;;Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金的动态再结晶行为（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2016年04期

2 宿展宁;党淑娥;何艳;赵y

本文编号：2715256