Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢热变形过程的微观组织模拟

发布时间：2017-09-20 22:22

  本文关键词：Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢热变形过程的微观组织模拟

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【摘要】：新型Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢以其优良的冷成型性和耐候性被广泛应用于火车车体用材,但随着铁路运输的快速发展以及向高原等气候恶劣地带的延伸,对Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢的性能提出了更高的要求。金属在热变形过程中将发生一系列复杂的微观组织演变,对最终材料的组织性能有着重要的影响,因此研究Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢热变形过程中的微观组织演变规律,对于确定及优化成形工艺有着重要的理论意义和应用价值。采用Gleeble热模拟试验机对Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢进行热压缩模拟实验,结果表明:Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢的真应力-真应变曲线为动态再结晶型,峰值应力随着温度的降低或者应变速率的升高而增大;工艺参数对微观组织演变有重要的影响,较高的变形温度、较低的应变速率和大应变都有利于动态再结晶的进行。建立了Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢动态再结晶过程的数学模型,并利用有限元软件DEFORM-3D对试验钢进行了热压缩过程模拟。模拟结果表明:在热压缩过程中,坯料内部存在变形不均匀现象,其心部大变形区的等效应变、应变速率和变形温度最高,动态再结晶转变也进行得最充分;变形条件对动态再结晶体积百分数与平均晶粒尺寸具有显著的影响。建立了Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢动态再结晶的元胞自动机模型,模拟热压缩过程中的微观组织演变,分析了不同变形工艺对动态再结晶的影响。研究结果表明:试验钢在热压缩过程中发生了动态再结晶转变,模拟结果与实验结果比较吻合,本文所构建的有限元模型和元胞自动机模型较为合理。
【关键词】：Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢 动态再结晶 有限元 元胞自动机
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 微观组织模拟的研究现状11-12
• 1.3 元胞自动机法12-15
• 1.3.1 元胞自动机的发展及应用12-13
• 1.3.2 元胞自动机的基本思想13
• 1.3.3 元胞自动机的基本特征13-14
• 1.3.4 元胞自动机的构造14-15
• 1.4 DEFORM简介15-16
• 1.5 本文的研究内容及目标16-18
• 第2章 Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢动态再结晶行为研究18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 试验材料和试验方法18-19
• 2.2.1 试验材料18
• 2.2.2 试验方法18-19
• 2.3 应力应变曲线分析19-22
• 2.4 显微组织分析22-25
• 2.4.1 应变量对动态再结晶组织的影响22-23
• 2.4.2 变形温度对动态再结晶组织的影响23-24
• 2.4.3 应变速率对动态再结晶组织的影响24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢的热压缩过程模拟26-51
• 3.1 引言26
• 3.2 Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢动态再结晶过程数学模型的建立26-30
• 3.2.1 流变应力模型26-27
• 3.2.2 临界应变模型27-28
• 3.2.3 再结晶百分数模型28-29
• 3.2.4 晶粒尺寸模型29-30
• 3.3 热压缩模拟模型30-33
• 3.3.1 热压缩变形的基本特征30-32
• 3.3.2 热压缩变形的模拟条件32-33
• 3.4 模拟结果与分析33-49
• 3.4.0 热压缩模拟过程中热力参数的变化33-36
• 3.4.1 应变量对动态再结晶过程的影响36-40
• 3.4.2 变形温度对动态再结晶过程的影响40-45
• 3.4.3 应变速率对动态再结晶过程的影响45-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 元胞自动机法模拟动态再结晶过程51-68
• 4.1 引言51
• 4.2 动态再结晶元胞自动机模型的建立51-54
• 4.2.1 模拟假设51-52
• 4.2.2 位错密度模型52
• 4.2.3 动态回复模型52
• 4.2.4 动态再结晶形核及长大模型52-54
• 4.3 元胞自动机法微观组织演变模拟54-62
• 4.3.1 模拟参数及边界条件54-55
• 4.3.2 应变量对动态再结晶模拟结果的影响55-58
• 4.3.3 变形温度对动态再结晶模拟结果的影响58-60
• 4.3.4 应变速率对动态再结晶模拟结果的影响60-62
• 4.4 模拟结果验证62-67
• 4.5 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

【参考文献】

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本文编号：890741