电渣重熔Mn18Cr18N钢的热变形行为与本构方程
发布时间：2021-08-09 18:31
采用恒温热压缩实验方法,研究了电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢在变形温度950℃～1 200℃、应变速率0.001～1 s-1、真应变0.69变形条件下的热变形行为。分析获得了该钢具有较高的热变形激活能637.351 kJ/mol.热变形应变指数值4.95表明热变形主要受位错的攀移所控制。通过分析Z参数对流变应力曲线特征点的影响,建立了由Z参数表示的流变应力曲线特征点模型。基于此,建立了基于动态软化曲线特征点的两段式本构方程。
【文章来源】：太原科技大学学报. 2020,41(06)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢原始微观组织
2.1 应力-应变曲线图2为ESR Mn18Cr18N护环钢在不同应变速率和变形温度下的应力-应变曲线。可以看出,在不同的变形参数条件下,该钢的热变形流变应力曲线均呈现动态软化型曲线特征,其峰值应力、峰值应变等特征值随着变形温度的降低以及应变速率的升高而出现增大的趋势。0.001～0.1 s-1的应变速率范围内,峰值应力随应变速率的升高显著增大;0.1 s-1和1 s-1的应变速率范围内,峰值应力随应变速率的升高略有增大。如变形温度1 000 ℃时,0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1条件下峰值应力分别为101 MPa、134 MPa、182 MPa、199 MPa.950 ℃～1 100 ℃之间,峰值应力随温度的升高急剧降低;1 100 ℃～1 200 ℃之间,峰值应力随温度的升高逐渐降低。如应变速率0.1 s-1时,950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 200 ℃条件下峰值应力分别为232 MPa、182 MPa、136 MPa、115 MPa、53 MPa.金属的热变形过程就是动态软化和加工硬化相互作用的过程。其中,动态软化机制主要包括动态再结晶与动态回复。动态回复过程中主要是位错的交滑移和攀移,而动态再结晶主要是高位错密度驱动下晶核的形核和长大过程,从而使位错密度降低;加工硬化则主要由位错的增殖和位错间的相互作用等现象而使位错累积产生的。变形温度的升高为位错的交滑移和攀移提供了驱动力,增大动态回复以及动态再结晶的软化能力;应变速率增大时,在同一变形量下的变形时间减少,动态再结晶的软化机制不能得到充分的进行。所以,如图2所示,较高的变形温度和较低的应变速率情况下易发生动态再结晶行为。
图3为ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程中动态再结晶组织。相同温度条件下(图3(a)、(b)),随着应变速率的增大,动态再结晶百分数降低,动态再结晶晶粒尺寸没有明显变化。表明ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的热变形过程对应变速率较为敏感。相同应变速率条件下(图3(c)、(d)),随着变形温度的升高,原子的扩散能力提升,提供给动态再结晶形核需要的能量也增多,从金相组织上可以观察得到动态再结晶晶粒尺寸增大,动态再结晶百分数也提高。所以,ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程中变形温度的提高对动态再结晶会有促进作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空心钢锭凝固过程缺陷的模拟研究[J]. 张博,朱花,赵晓东,何文武,陈慧琴. 太原科技大学学报. 2018(01)
[2]Mg-xZn-Y合金显微组织、力学性能与导热性能研究[J]. 胡延昆,李秋书,郭会玲,李建文,吴瑞瑞. 太原科技大学学报. 2018(01)
[3]核电用奥氏体不锈钢的动态再结晶行为[J]. 杨晓雅,何岸,谢甘霖,王西涛. 工程科学学报. 2015(11)
[4]0Cr18Mn18N0.6高氮无镍奥氏体不锈钢的变形与再结晶[J]. 季长涛,范艳华,陈咨伟,安秋沿. 热加工工艺. 2015(21)
[5]铸态1Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形行为研究[J]. 王辉亭,周灿栋,任涛林,文道维,高秀玲,李文君,戚彩梦,霍岩. 大电机技术. 2014(05)
[6]Mn18Cr18N护环钢的动态再结晶行为及功率耗散图[J]. 郭银芳,刘建生,何文武. 机械工程材料. 2010(03)
[7]奥氏体不锈钢在恒应变疲劳过程中的组织结构研究[J]. 王静宜,谈育煦,马增海. 金属学报. 1990(02)
博士论文
[1]护环用改进型超高氮奥氏体钢的铸态组织及热变形行为[D]. 张荣华.燕山大学 2015
[2]热锻非连续变形过程微观组织演变的元胞自动机模拟[D]. 陈飞.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程组织演变的研究[D]. 王振兴.太原科技大学 2017
[2]Mn18Cr18N护环钢多火次热变形微观组织演变的研究[D]. 郭银芳.太原科技大学 2009
本文编号：3332580
【文章来源】：太原科技大学学报. 2020,41(06)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢原始微观组织
2.1 应力-应变曲线图2为ESR Mn18Cr18N护环钢在不同应变速率和变形温度下的应力-应变曲线。可以看出,在不同的变形参数条件下,该钢的热变形流变应力曲线均呈现动态软化型曲线特征,其峰值应力、峰值应变等特征值随着变形温度的降低以及应变速率的升高而出现增大的趋势。0.001～0.1 s-1的应变速率范围内,峰值应力随应变速率的升高显著增大;0.1 s-1和1 s-1的应变速率范围内,峰值应力随应变速率的升高略有增大。如变形温度1 000 ℃时,0.001 s-1、0.01 s-1、0.1 s-1、1 s-1条件下峰值应力分别为101 MPa、134 MPa、182 MPa、199 MPa.950 ℃～1 100 ℃之间,峰值应力随温度的升高急剧降低;1 100 ℃～1 200 ℃之间,峰值应力随温度的升高逐渐降低。如应变速率0.1 s-1时,950 ℃、1 000 ℃、1 050 ℃、1 100 ℃、1 200 ℃条件下峰值应力分别为232 MPa、182 MPa、136 MPa、115 MPa、53 MPa.金属的热变形过程就是动态软化和加工硬化相互作用的过程。其中,动态软化机制主要包括动态再结晶与动态回复。动态回复过程中主要是位错的交滑移和攀移,而动态再结晶主要是高位错密度驱动下晶核的形核和长大过程,从而使位错密度降低;加工硬化则主要由位错的增殖和位错间的相互作用等现象而使位错累积产生的。变形温度的升高为位错的交滑移和攀移提供了驱动力,增大动态回复以及动态再结晶的软化能力;应变速率增大时,在同一变形量下的变形时间减少,动态再结晶的软化机制不能得到充分的进行。所以,如图2所示,较高的变形温度和较低的应变速率情况下易发生动态再结晶行为。
图3为ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程中动态再结晶组织。相同温度条件下(图3(a)、(b)),随着应变速率的增大,动态再结晶百分数降低,动态再结晶晶粒尺寸没有明显变化。表明ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的热变形过程对应变速率较为敏感。相同应变速率条件下(图3(c)、(d)),随着变形温度的升高,原子的扩散能力提升,提供给动态再结晶形核需要的能量也增多,从金相组织上可以观察得到动态再结晶晶粒尺寸增大,动态再结晶百分数也提高。所以,ESR Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程中变形温度的提高对动态再结晶会有促进作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空心钢锭凝固过程缺陷的模拟研究[J]. 张博,朱花,赵晓东,何文武,陈慧琴. 太原科技大学学报. 2018(01)
[2]Mg-xZn-Y合金显微组织、力学性能与导热性能研究[J]. 胡延昆,李秋书,郭会玲,李建文,吴瑞瑞. 太原科技大学学报. 2018(01)
[3]核电用奥氏体不锈钢的动态再结晶行为[J]. 杨晓雅,何岸,谢甘霖,王西涛. 工程科学学报. 2015(11)
[4]0Cr18Mn18N0.6高氮无镍奥氏体不锈钢的变形与再结晶[J]. 季长涛,范艳华,陈咨伟,安秋沿. 热加工工艺. 2015(21)
[5]铸态1Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形行为研究[J]. 王辉亭,周灿栋,任涛林,文道维,高秀玲,李文君,戚彩梦,霍岩. 大电机技术. 2014(05)
[6]Mn18Cr18N护环钢的动态再结晶行为及功率耗散图[J]. 郭银芳,刘建生,何文武. 机械工程材料. 2010(03)
[7]奥氏体不锈钢在恒应变疲劳过程中的组织结构研究[J]. 王静宜,谈育煦,马增海. 金属学报. 1990(02)
博士论文
[1]护环用改进型超高氮奥氏体钢的铸态组织及热变形行为[D]. 张荣华.燕山大学 2015
[2]热锻非连续变形过程微观组织演变的元胞自动机模拟[D]. 陈飞.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形过程组织演变的研究[D]. 王振兴.太原科技大学 2017
[2]Mn18Cr18N护环钢多火次热变形微观组织演变的研究[D]. 郭银芳.太原科技大学 2009
本文编号：3332580
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