动态再结晶

摘要： 在热成形过程中,42CrMo钢易于发生动态回复和动态再结晶,动态再结晶对材料的微观组织有极其重要的影响。本文建立了热-力-微观组织耦合的有限元模型,并着重分析了下压速率对42CrMo钢的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸演变的影响规律。结果表明:下压速率会显著影响42CrMo钢的动态再结晶过程。

摘要： 对TC21钛合金进行了线性摩擦焊接及其两相区退火处理,对比研究了两相区退火前后焊接接头微观组织和硬度分布的演变规律。结果表明,焊态TC21母材组织为片层组织,热影响区α相发生了不同程度溶解,距离焊合区中心越远,溶解程度越低。焊接变形区出现剧烈塑性变形和部分动态再结晶,初始片层状α相呈流线状分布,焊合区中心发生了完全动态再结晶,组织为亚稳β晶粒。590°C热处理后母材组织变化较小,热影响区β基体析出大量次生针状α相,变形区β基体和α相中均析出大量次生α相,焊合区由β晶粒分布脱溶析出的针状α相组成焊态下焊接接头的硬度曲线分布呈现"W"型,接头硬度最高值在焊合区中心处,热影响区为弱化区域,经590°C热处理后曲线分布为"几"型,无明显的弱化区域。

摘要： 目的揭示新型高强韧钛合金Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al(Ti6554)在710~910°C和0.001~10 s^(-1)条件下的热变形行为、热加工图和微观组织演化机制。方法基于Gleeble-3800D热模拟试验和金相观察,基于实测数据拟合Arrhenius型全应变本构模型。结果建立了本构模型σ=0.0045ln{(Z/4.66×4.66×10^(12))^(1/3.76)+[(Z/4.66×10^(12))^(2/3.76)+1]^(1/2)};建立了应变为0.1~0.9的热加工图;Ti6554钛合金在温度高于850°C、应变速率低于0.1 s^(-1)和应变大于0.6的条件下,会发生明显的动态再结晶现象。结论预测流动应力值与实验值的最大误差为10%,为制定Ti6554钛合金锻件热加工工艺提供了理论依据。

摘要： 通过研究SAE1006热轧带钢的翘皮缺陷,以提高热轧产品的表面质量。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、EBSD和X射线衍射仪对缺陷处进行分析。结果表明,该热轧翘皮缺陷是由于连铸坯存在夹杂物所导致的,夹杂物起源于连铸阶段的结晶器卷渣。粗轧阶段的可逆轧制使翘皮发生翻折,降低了周围基体的有效应变量,从而进入部分再结晶区并产生了混晶现象。混晶区域的小角晶界数值高达0.074,是芯部正常部位的8倍;混晶区域的[001]晶向明显偏多,而芯部晶粒以[101]晶向为主。缺陷处的轧制摩擦力较大,容易产生剪切织构,因而Goss织构强度大于正常处,轧制时更易开裂。

摘要： 采用Gleeble−3800型热模拟试验机对挤压铸造态AZ91D镁合金进行了热压缩实验,研究在温度250~400°C、应变速率0.001~1 s^(−1)条件下挤压铸造态AZ91D镁合金的流变应力行为,同时利用金相分析(OM)、透射分析(TEM)和电子背散射分析(EBSD)对其变形微观组织进行了研究,建立其本构方程和热加工图。结果表明:应变速率和温度对挤压铸造态AZ91D镁合金的流变应力行为有显著的影响;挤压铸造态AZ91D镁合金最合适的加工范围是360~400°C、0.001~1 s^(−1)与270~360°C、0.001~0.01 s^(−1);在应变速率0.1 s^(−1)的条件下,随着温度升高,动态再结晶起始的临界应变由0.11降至0.02,形变孪晶与位错逐渐被动态再结晶取代,挤压铸造态AZ91D镁合金的变形机制由滑移和孪生转向滑移与动态再结晶相协调。

摘要： 利用Gleeble-3500热模拟试验和Factsage7.0软件、扫描电子显微镜、红外热像仪等方法对微合金化0.125%C C36船板钢250 mm×2070 mm连铸板坯高温热塑性及其角部横裂纹的形成机理进行了系统分析。结果表明,800~1 200°C为C36船板钢的高温塑性区间,其中800~1 000°C的断面收缩率为75.5%~80.9%,1 050~1 200°C的断面收缩率达到87.8%~95.0%。第二相粒子NbC在950~1 100°C的大量析出是阻碍该变形温度下C36船板钢中再结晶晶粒长大的主要原因。C36船板钢铸坯角部横裂纹形成于外弧且为沿晶脆性开裂,其裂纹的形成可能与其连铸二冷9段铸坯外弧角部温度(706°C)接近脆性温度区间且进行了静态压下有关。通过将C36钢连铸拉速从0.90 m/min提高至0.95 m/min,铸坯外弧角温度由706°C提高至731°C,铸坯外弧角裂纹发生率由5.67%降至3.68%。

摘要： 利用Gleeble-3800热模拟机研究了低碳微合金钢在变形温度850~1100°C、应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的热变形行为,观察并分析了不同热变形条件下显微组织演变过程。基于真应力-真应变曲线,建立了应变补偿Arrhenius本构关系模型,并采用标准统计参数对其精确度进行了评估。结果表明,当变形温度为900°C,变形速率为0.1 s^(-1)时,合金的显微组织主要为压扁的变形晶粒,随着温度的升高,变形晶粒晶界处产生新的再结晶晶粒,温度到达1100°C时,发生完全的再结晶,再结晶的发生有利于马氏体板条的细化,原奥氏体晶界是主要的形核位置;模型预测的平均绝对相对误差和相关系数分别为4.753%和0.9895,为该合金的热加工工艺提供一定的技术参考和理论依据。

摘要： 目的研究TiB_(2)·TiAl_(3)/2024Al复合材料多向锻造金属流动行为,以及锻造温度、锻造道次对复合材料再结晶行为及基体晶粒尺寸的影响。方法将TiB_(2)·TiAl_(3)/2024Al复合材料的本构模型及再结晶动力学模型导入Deform-3D有限元模拟软件中,建立复合材料多向锻造的数值仿真模型。通过数值仿真方法分析锻造温度和锻造道次对复合材料多向锻造组织的影响规律。结果多向锻造变形过程中,剧烈塑性变形和动态再结晶主要分布在材料试样内部的呈“X”形状的区域,单次下压最大等效应变为1.42。锻造1道次时,锻造温度从350°C升至500°C,再结晶体积分数从65.0%升至69.7%,平均晶粒尺寸由350°C的24.6μm降至500°C的21.5μm。在450°C锻造温度下,1道次锻造后,再结晶体积分数为69.2%,平均晶粒尺寸由铸态的45.0μm减小到21.9μm;2道次锻造后再结晶体积分数为89.5%,平均晶粒尺寸为16.3μm;3道次锻造后坯料的再结晶体积分数为96.1%,平均晶粒尺寸为14.3μm。与试验结果比较可知,模拟结果准确可靠。结论提高锻造温度和增大锻造道次可以促进试样发生动态再结晶,从而达到细化晶粒的目的。

摘要： 对TC21钛合金进行了线性摩擦焊接,研究了焊接工艺参数对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,焊接接头组织由母材、热影响区、变形区及焊合区组成。母材β基体弥散着细小针/片状α相,热影响区针/片状α相发生不同程度溶解,距离焊合区中心越远,溶解程度越低。焊接变形区出现剧烈塑性变形和部分动态再结晶,初始针/片α相呈流线状分布,焊合区发生完全动态再结晶,组织为亚稳β晶粒。焊接工艺参数显著影响接头抗弯强度和抗拉强度,但抗拉强度受影响程度大于抗弯强度。从获得高抗弯和抗拉强度考虑,焊接工艺参数应采取频率区间45Hz~50Hz、振幅区间2mm~2.5mm、摩擦压力区间45MPa~65MPa、缩短量区间5mm~6mm、热处理温度590°C为宜。

摘要： 由于锻造2014铝合金大型锻件常采用大尺寸挤压棒材为坯料,阐明挤压棒材心部和表层组织差异对变形行为和再结晶组织的影响,对于锻造工艺参数制定、锻造过程和锻件组织性能的精确控制具有重要意义。本文在温度为250~450°C和应变速率为0.001~1s^(−1)的条件下研究了心部和边部试样的热变形行为。结果表明:心部和边部试样在不同变形条件下的流变应力均无明显差异,但再结晶和位错演化行为存在明显差别。两种试样的主要动态再结晶机制是不连续动态再结晶,此外,心部试样还存在几何动态再结晶,边部试样还存在连续动态再结晶。在400~450°C变形时,随应变速率降低,边部试样的位错密度显著降低,而心部试样的位错密度变化较小。综合考虑热加工图和变形后组织的均匀性,实际锻造时较为合适的工艺条件是:将变形温度控制在400~450°C,心部应变速率控制在0.01~0.1s^(−1),边部应变速率控制在0.1~1s^(−1)。

摘要： 本文利用Gleeble-1500D对含钛低合金钢进行热模拟压缩实验研究,考察了变形速率与变形温度对该合金钢动态再结晶行为的影响,并构建了该种合金的变形本构关系和动态再结晶模型.研究结果表明,当变形温度较高、变形速率较小时,越易发生动态再结晶,但是平均晶粒尺寸也越大.运用模型结果进行模拟仿真,发现模拟结果与实验获得的微观结构相近,表明了应力-应变本构关系和动态再结晶模型能较好的预测实验结果.

摘要： 现有的基于位错密度演化的流动应力模型,在动态回复段和动态再结晶段的形式不统一,而且没有充分考虑到动态再结晶过程的影响,会使流动应力的计算结果不准确.为此,本文研究了动态再结晶对材料加工硬化和动态软化的影响,提出了一个统一的流动应力模型.通过在Gleeble3500试验机上开展热压缩实验,得到了300M钢在不同温度(950-1150°C)、应变(0-0.8)、应变速率(0.01-10/s)下的流动应力,并通过Matlab计算和迭代,建立了300M钢流动应力模型.最后,将该模型用于变应变速率热压缩流动应力预测,取得了较高的计算精度.本文提出的耦合动态再结晶过程的流动应力模型很好的预测300M钢在高温下的流动行为.

摘要： 采用Gleeble-1500热模拟实验机对05Cr17Ni4Cu4Nb合金在变形温度1000-1200°C,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、0.5s-1、2.5s-1、10s-1条件下进行等温压缩试验,研究热压缩变形过程中变形温度和应变速率对材料微观组织演变的影响规律.以定量金相测量方法为基础,对试验数据进行回归分析,建立05Cr17Ni4Cu4Nb合金的动态再结晶模型.将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,模拟热压缩过程中的微观组织演变.结果表明:降低应变速率和升高变形温度均有利于合金发生动态再结晶,变形后动态再结晶体积分数增加,变形后再结晶晶粒尺寸增大;模拟结果与实验结果相吻合.

摘要： 利用钛、碳化硼和六硼化镧之间的化学反应,经真空自耗电弧熔炼工艺制备了不同增强体含量的TiB、TiC和La2O3三元增强Ti6A14V钛基复合材料,并在1200°C自由锻造,在980°C进行热挤压加工.结果表明:经过热挤压加工后,TiB晶须和TiC颗粒团簇消失,TiB晶须发生偏转至挤压方向,TiC颗粒也沿着改方向分布;此外,热加压加工后的复合材料显微组织出现两种显微区域特征:增强体分布很少的网篮组织区和增强体含量高的等轴状组织,表现出明显的增强体促进动态再结晶特征.与锻态复合材料力学性能相比,挤压态的钛基复合材料延伸率从2.71％显著提高到了13.2％,而抗拉强度仅降低了51MPa.

摘要： 本文主要研究了AISI304不锈钢旋转摩擦焊接组织的演变情况.采用瞬态急停水冷的方法保留不同焊接时间下的高温组织,再采用光学显微镜和电子背散射衍射技术对接头的再结晶与织构形成过程进行了分析.结果表明,在扭矩上升阶段,1/3～2/3半径处开始有动态再结晶晶粒产生;在定态阶段时,再结晶过程己进行的非常充分.EBSD图像和晶粒取向角分布图表明,在焊接初始阶段,焊核区晶粒尺寸细小,小角度晶界比例很高,即金属发生了明显的动态再结晶现象.随着焊接过程的进行,再结晶晶粒发生长大,亚晶界吸收可动位错,逐渐转化为大角度晶界.

摘要： Ni-Ti形状记忆合金自20世纪90年代问世以来,在各种管接头、紧固件及医疗器械领域日益得到人们的重视.但是,Ni-Ti形状记忆合金属于中间合金,相变温度对化学成分强烈的敏感性、加工硬化率极快以及变形行为极其复杂,使得其难于加工制造且成本很高.因此,研究Ni-Ti形状记忆合金热模拟压缩变形行为,对于合理设计加工工艺,实现加工过程的精确控制,为构建镍钛合金的本构方程、制定镍钛合金薄壁管的成型工艺提供了理论指导，压缩试样随着压缩温度、应变速率或变形程度增大，动态再结晶越来越明显，应变速率一定，压缩实验的温度越高，Ni-Ti合金的流变应力越低。1050°C在应变速率0.1s-1压缩时Ni-Ti合金的峰值应力仅为650°C压缩时的19.4%，真应变在0.02以内时，随着真应变的增加，流变应力迅速增加达到峰值。真应变大于0.02后，随着真应变的增加，流变应力趋于平衡。

摘要： 为了精确预测电墩过程中材料微观组织的演变.本文建立了3Cr20Ni10W2动态再结晶模型,分析了元胞自动机的工作原理.最后应用DEFORM有限元软件模拟3Cr20Ni10W2在电镦过程.通过对3Cr20Ni10W2奥氏体耐热合金的等温压缩实验,获得了真实应力应变数据,建立了3Cr20Ni10W2奥氏体耐热合金高温塑性变形过程中的动态再结晶模型.介绍了元胞自动机法的基本原理,分析了模拟软件中元胞自动机模块中的位错密度模型,回复模型,动态再结晶形核和长大模型.基于DEFORM有限元模拟软件,对电镦过程中工件的微观组织进行模拟.通过对比实验结果和有限元模拟结果,证明了所建立的元胞自动机模型可以准确定量分析电镦工艺过程的微观组织变化.

摘要： 采用Gleeble1500D型热模拟试验机对V-10Cr-5Ti合金在950～1350°C和应变速率0.01～10s-1内进行等温热压缩实验,流动应力对变形温度和应变速率具有强烈的依赖性.变形温度的提高和变形速率的降低能够促进V-10Cr-5Ti合金动态再结晶行为的发生,基于真实应力-应变曲线构建了Arrhenius本构关系模型,其中V-10Cr-5Ti合金的热激活能约为584.054kJ/mol.此外,对传统的K-M位错密度模型进行改进,引入能表征流变特征的加工硬化率函数,构建了基于K-M位错密度理论的流变应力模型.

摘要： 采用MMS-300热模拟试验机进行50号钢连铸坯单道次恒温压缩实验,研究其在变形温度1100～1300°C,应变速率为0.01～10s-1条件下的奥氏体动态再结晶行为.结果表明:50号钢连铸坯的真应力－真应变曲线在实验条件下均出现明显峰值点特征,且在高温,低应变速率条件下动态再结晶特征最为明显.并根据流变应力,应变速率及变形温度的相关性建立了50钢的热变形本构方程和奥氏体晶粒尺寸模型,确定了热变形激活能.结合原奥氏体晶粒分布图可得,50号钢在低应变速率下发生粗化和长大,而随应变速率提高,高温细化晶粒效果及其明显,同时在高应变速率和高温下奥氏体晶粒均匀度会进一步改善.

摘要： 利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-0.2％Zr-0.15％Nd合金进行高温热压缩变形试验,变形温度和应变速率分别为650～900°C和0.001～1s-1,对合金的流变应力和温度、应变速率之间的关系进行了研究,并结合其显微组织的变化,分析了温度对合金显微组织的影响.结果表明;其流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而减小.并根据该合金的显微组织金相图,得出了温度对合金的组织具有很大的影响,温度越高,越容易发生动态再结晶.

摘要： 本发明提供了一种基于临界再结晶残余应力的再结晶控制方法，通过试验的方式建立一种基于临界再结晶应力控制再结晶的模型，根据该模型结合定向凝固的数值模拟工艺，实现对再结晶缺陷的预测，从而达抑制与消除再结晶现象的目的。本发明能够实现在初始设计过程中，避免由于结构的不合理设计引起的局部应力集中，导致单晶铸件在后期的热处理中出现再结晶的现象，该技术从由结构的不合理设计引起再结晶缺陷的源头出发，从根本上解决了由于细节结构的不完善引起的再结晶，为叶片设计工作者提供一种系统解。

摘要： 本发明公开了一种特种PET再结晶装置和PET再结晶干燥方法，其中，特种PET再结晶装置包括热风输送组件、特种接收组件和再结晶管路组件，热风输送组件能与储料装置的出料口连接，特种接收组件能与PET干燥桶的进料口连接，再结晶管路组件的进口端和出口端分别与热风输送组件和特种接收组件连通；热风输送组件用于产生高速热风气流和由出料口抽吸PET材料并能将高速热风气流和PET材料吹送入再结晶管路组件；再结晶管路组件用于风力输送PET材料同时使PET材料再结晶；特种接收组件能接收由再结晶管路组件输送的PET材料并将PET材料送入PET干燥桶。PET材料的再结晶与风力输送一体完成，无需机械搅拌装置，设备成本低。

摘要： 本发明提供了一种基于临界再结晶残余应力的再结晶控制方法，通过试验的方式建立一种基于临界再结晶应力控制再结晶的模型，根据该模型结合定向凝固的数值模拟工艺，实现对再结晶缺陷的预测，从而达抑制与消除再结晶现象的目的。本发明能够实现在初始设计过程中，避免由于结构的不合理设计引起的局部应力集中，导致单晶铸件在后期的热处理中出现再结晶的现象，该技术从由结构的不合理设计引起再结晶缺陷的源头出发，从根本上解决了由于细节结构的不完善引起的再结晶，为叶片设计工作者提供一种系统解。

摘要： 本发明的目的是提供一种不使用颗粒分级的物理方法，具有良好的晶体粒径分布的高纯度氟钽酸钾结晶或高纯度氟铌酸钾结晶产品。为此，使用一种制造高纯度氟钽酸钾结晶或高纯度氟铌酸钾结晶的方法，其中，该方法的再结晶工序包括：以冷却速度T°C/小时冷却在溶解工序中得到的60°C－90°C饱和溶液直到所述饱和溶液的液温降为35－50°C的第一冷却过程，以及从所述第一冷却过程结束时起到所述溶液温度降为10－20°C以冷却速度〔T－18〕°C/小时－〔T－1〕°C/小时进行冷却的第二冷却过程。

摘要： 本发明公开了一种模拟动态再结晶的多级元胞自动机方法，该方法包括多个时间步，每个时间步的模拟过程包括以下步骤：(S1)将应变增量作用在母元胞空间，对母元胞空间进行全场多级晶粒拓扑变形模拟；(S2)计算母元胞空间中的平均位错密度以及每个元胞的位错密度；当平均位错密度小于临界位错密度ρcr时跳转至步骤(S1)，进行下一时间步的模拟；(S3)从母元胞空间中选取若干满足动态再结晶形核条件的元胞，并对其进行动态再结晶形核模拟；(S4)对母元胞空间中的晶粒长大过程进行模拟。本方法可以很好的反映实际的再结晶形核物理机制，并能更加真实、准确的反映DRX过程中晶粒拓扑变形过程。

摘要： 一种预测微合金钢热轧时发生动态再结晶临界压下量的方法，属于微合金钢的热加工技术领域。具体步骤为：加工圆柱形试样，在变形温度850～1250°C区间选取任意5～8个温度进行高温压缩实验，在流变应力曲线上读取不同温度下的峰值应变数据εp，并计算出不同温度下发生动态再结晶临界应变的范围；以εp为横坐标，εc为纵坐标画图，并进行线性拟合，得到的εc代入高温压缩过程中真应变和工程应变的关系式：εc＝‑ln(1‑ec)，就可得到该温度下发生动态再结晶的临界压下量ec。优点在于，通过建立数学模型，预测其他变形温度下发生动态再结晶的临界压下量，有效提高生产效率，节省经费。

摘要： 本发明公开了一种高强钢后动态再结晶过程的分析方法，属于塑性成形领域。该方法包括以下步骤：1、制备圆柱试样；2、在不同变形温度、应变速率以及变形量下进行单道次压缩实验，待试样变形量达到预设值后立即对试样进行淬火处理；3、淬火后的试样沿其自身轴线方向切片；4、将切片在高温激光共聚焦中利用红外加热至目标温度后保温，并实时原位观察并拍摄金相组织变化过程的金相图片；5、由金相图片得到不同时刻的晶粒尺寸大小以及动态再结晶体积分数，进而分析不同参数对后动态再结晶过程的影响。本发明将热压缩实验方法与原位观察的实验方法相结合，可以实现实时动态观测，提升实验精度，节约材料，缩短周期，降低成本。

摘要： 本发明涉及一种确定材料发生动态再结晶临界条件的方法，包括：1)对实验材料进行单道次压缩实验，得到变形过程中的应力应变曲线；2)将应力σ和应变ε数据取绝对值，然后在σ‑lgε半对数坐标系或在lgσ‑lgε双对数坐标系内重新绘制应力应变曲线；3)标定线性段部分区间，在其中选择不同的子区间进行多次线性回归；选择回归系数R≥0.99的子区间获得的线性回归方程；4)在直角坐标系下绘制ξ2‑ε曲线；5)确定材料发生动态再结晶的临界应变值。本发明能够快速、准确地确定材料在压缩变形时发生动态再结晶的临界条件，为掌握钢铁材料在热加工过程的工艺参数，优化热加工工艺提供基础。

摘要： 本发明属于金属材料微观组织检测领域，具体涉及一种计算动态再结晶体积分数的方法。包括步骤：S1、将原始试样加工成圆柱型试样；S2、选取合适的加工参数，并使用热力模拟试验机对试样进行热压缩；S3、对变形后的试样沿压缩方向进行切割并对切割后的试样进行机械打磨、金相腐蚀；S4、使用金相显微镜对热压缩后高温合金动态再结晶体积进行测量。本发明通过金相显微镜观察变形后试样的组织形貌，计算获取热压缩后高温合金动态再结晶体积分数，测量准确性高，方便快捷，为动态再结晶体积分数测量提供了一个新的方法。

摘要： 本发明公开了一种基于动态再结晶速率的金属热加工性能表征方法，包括以下步骤：(1)制备试样；(2)将所述试样进行30分钟的高温处理；(3)对所述试样进行单向压缩试验，获得所述试样的高温流动应力曲线，并记录真应力、真应变数据；(4)基于所述单向压缩试验测得的真应力、真应变数据建立所述待测金属的动态再结晶体积分数预测模型；(5)将再结晶体积分数对变形时间求导，获得动态再结晶速率以及获得动态再结晶速率随真应变变化的曲线。本发明的基于动态再结晶速率的金属热加工性能表征方法能够准确而简便地表征待测金属的热加工性能。