结构钢热变形行为及其铁素体析出动力学数学模型

发布时间：2021-04-22 11:26

　　随着现代形变理论的发展,对结构钢热塑性成形的研究工作已经不再局限于宏观流变应力行为的研究,而是着重于内部微观组织的变化过程和力学性能的预测与控制的研究。由于钢在热变形过程中要经历一系列微观组织的变化,如动态/静态回复与再结晶、晶粒长大,以及热变形后冷却过程中的组织转变等,因此建立结构钢热变形过程中宏观参量和材料微观组织演变之间的量化关系,即数学模型,是现代塑性成形技术发展的一个重要内容,也具有更加重要的应用价值。本文从晶粒尺寸角度出发,创造性地提出晶粒形变度的概念,并建立了一个既具有微观物理基础,又能描述结构钢实际生产的热变形行为的数学模型。该模型既能描述结构钢热变形过程中发生动态再结晶前的强化阶段,又能描述动态再结晶后的软化阶段的热变形行为。对多种结构钢的计算表明,本模型计算结果与试验值能够很好地符合,且比其它模型的计算精度更高;尤其是在处理动态再结晶后软化阶段的应力值时,显示出其它模型不可比拟的优点。此模型克服了现有宏观机制模型缺乏物理基础、而微观机制模型的计算式复杂且难于应用到实际生产的不足,具有受分界点位置的影响小且拟合曲线自然连续、无间断点等特点。通过Gleeble-1500... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：108 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
第一章 绪言
    1.1 立题背景及课题来源
    1.2 本文研究内容
    参考文献
第二章 结构钢热变形流变应力数学模型
    2.1 引言
    2.2 影响金属热变形流变应力的因素
    2.3 热变形流变应力数学模型
        2.3.1 宏观机制:以工艺参数为基础
        2.3.2 微观机制:以组织结构为基础
    2.4 基于晶粒尺寸的结构钢热变形流变应力数学模型
        2.4.1 模型的建立
        2.4.2 试验验证
        2.4.3 与其他模型的比较
        2.4.4 本文模型的特点
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 结构钢热变形奥氏体晶粒尺寸研究
    3.1 引言
    3.2 实验方案
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 流变应力曲线
        3.3.2 奥氏体晶粒形貌
        3.3.3 应变量对晶粒尺寸的影响
        3.3.4 道次间停留时间对晶粒尺寸的影响
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 热变形奥氏体γ→α相变动力学数学模型研究
    4.1 引言
    4.2 γ→α+γ′相变动力学模型
        4.2.1. Cahn 模型
        4.2.2. Velthuis 模型
        4.2.3. Krielaart 模型
    4.3 热力学处理
Fe^{γ →α}的计算">        4.3.1 纯铁γ→α相变△G_Fe^{γ →α}的计算
        4.3.2 γ/（γ+α）和α/（α+γ）相界浓度的计算
γ→α+ γ′">        4.3.3 γ→α+γ′相变的驱动力△Gγ→α+ γ′

        4.3.4 热变形存储能的处理
    4.4 动力学计算
        4.4.1 平衡界面与非平衡界面
        4.4.2 模型的提出
        4.4.3 算例分析
    4.5 本章小结
    参考文献
diff 的推导">    附录一 α/γ界面上的碳向γ相中的扩散速度v_diff 的推导
    附录二 有限介质中非平衡界面FICK II 方程的处理
第五章 结论与展望
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]热锻成型工件的微观组织模拟[J]. 李俊,李润方,游理华.  塑性工程学报. 1999(02)
[2]现代宽厚板厂的工艺和装备[J]. 吴立章.  宝钢技术. 1999(01)
[3]合金结构钢的变形阻力[J]. 周纪华,管克智.  北京钢铁学院学报. 1986(04)
[4]高温高速下合金结构钢流动应力研究[J]. 周纪华,管克智.  金属学报. 1986(01)



本文编号：3153692

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