U71Mn流动应力模型及动态再结晶行为研究

摘要

铁路运输正向着高速度和大轴重方向发展，U71Mn具有非常高的强度和良好低温冲击韧性是高速铁路使用最普遍的钢种。重轨实际生产中孔型及其加工工艺的复杂性，研究其热变形过程中的流动规律，需要较准确的流动应力及其动态再结晶行为研究。流动应力是金属的各个性能指标中最重要的性能之一。从塑性加工的角度来看，要使金属产生塑性变形。对金属材料施加的应力必须达到或超过流动应力，因此流动应力也是计算塑性加工力学性能参数的重要基础。在一定的加工条件下，所得流动应力模型的预报精度的高低钢材质量的重要保证;而动态再结晶是金属材料动态软化和晶粒细化的主要手段，它在热变形过程中微观组织演变，在很大程度上影响了材料的最终的微观组织和综合力学性能。
　　本文以某厂重轨车间生产的U71Mn为研究对象，利用Gleeble-1500热模拟实验机对试样进行单道次压缩变形实验，实验在不同变形条件下U71Mn的热塑变行为;并根据应力-应变数据，回归建立了两种流动应力预报模型，其中分段式的流动应力模型精度较高;同时确定了U71Mn的变形激活能Qdef,并建立了Zener-Hollomon参数方程;给出了U71Mn动态再结晶发生一直到完成的条件，对再结晶动力学模型—Johnson-Meh(l)-Avrami(JMA)方程进行非线性回归得到了动态再结晶体积分数预报方程，预报精度较高。
　　本文所建立的流动应力模型对于准确计算U71Mn高铁重轨实际生产过程中的力能参数，提高精轧万能轧机AGC厚控精度，进而提高U71Mn高铁重轨尺寸精度具有现实意义;动态再结晶行为研究结果，对于进一步研究U71Mn高温热变形过程中的微观组织演变和性能预报提供基础模型。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 本文研究背景及意义

1．2 流动应力模型的国内外研究现状

1．3 动态再结晶的国内外研究现状

1．3．1 动态再结晶模型的国内研究现状

1．3．2 动态再结晶模型的国外研究现状

1．4 本文研究内容和方法

第二章 金属再结晶的理论基础

2．1 动态回复与动态再结晶

2．1．1 动态再结晶在热变形行为中的具体阶段

2．1．2 动态再结晶的研究方法

2．2 本章小结

第三章 U71Mn重轨钢热模拟实验及其结果分析

3．1 实验材料及其化学成分

3．2 实验方案

3．3 实验设备

3．4 实验结果及分析

3．4．1 变形温度对流动应力的影响

3．4．2 变形速度对流动应力的影响

3．4．3 变形程度对流动应力的影响

3．4．4 化学成分及组织对流动应力的影响

3．4．5 实验结果分析

3．5 本章小结

第四章 U71Mn钢流动应力模型的建立过程及预测结果和分析

4．1 热加工金属流动应力模型基本理论

4．2 流动应力的影响因素

4．3 U71Mn钢流变应力模型的建立

4．3．1 流动应力模型一的建立

4．3．2 流动应力模型二的建立

4．3．3 流动应力模型一和模型二的对比分析

4．4 小结

第五章 Zener-Hollomon参数的计算和动态再结晶模型的建立

5．1 Zener-Hollomon参数方程的计算

5．1．1 影响Z参数方程的各个参数的计算

5．2 动态再结晶模型的建立

5．2．1 影响动态再结晶的特征值

5．2．2 动态再结晶动力学方程

5．2．3 动态再结晶数学模型的建立

5．3 本章小节

第六章 结论

参考文献

致谢

读研期间发表论文