高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究
铌高性能结构钢相变规律的研究
般而 言 ，高强度钢 在材料 韧性 和可焊 性等方 面往
往不尽人意 ， 在一定程度 上限制 了其使用 范围 。 这 铌 微合金 化高 性能 结构 钢则 不仅 保持 了较高 的强 度 ， 而且在材料 的可焊性 、 抗脆 断和疲 劳性能 、 抗腐蚀 和 耐候 性 能等 方 面 都 比传 统 钢 材 有 明显 的提 高 和 改 善 。通过对铌 微合金 化高性 能结构 钢相 变规律 的研 究 ，为新一代 高性 能结构钢 的开发 和工 艺优化奠 定
２ 钢种的成分设计
一
热 电偶处 分 割成 两段 ， 磨 制 、 械抛 光后 用 ４ 经 机 ％的 硝酸酒精 溶液浸般 高性 能结构 钢要求 力学性 能 和冷弯性 能见
表 １ 在现有 国家标准 之上 ， 。 对韧性 提 出了更高要求 ， 纵 向一４ ℃Ａ ０ ｗ要达 到 １０ ／２ ０ １ ０ ，并且在 拉伸变 形 Ｊ Ｊ
化， 珠光体细小分散 ， 当冷却速度大于 １ ５℃，时 ， ｓ 得到完全 贝氏体组织 ； 随变形温度 的降低 ， 铁素体晶粒细化 ， 珠光体的球 团
和片层间距减小 ， 组织的均匀性改善 ； 随变形程度 的升高 ， 素体体 积分数增加 ， 铁 且组织细小 均匀 。铌高性能结构钢终轧后
冷却速 度应控制在 ５℃／左右 ， ｓ 终轧温度选择 ８０℃。 ５
周 兰聚 ， 李成 军 ， 郭洪 涛
（ 济南钢铁集 团总公 司， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １１
摘
要： 利用 Ｍ Ｓ ０ 热 ／ Ｍ ～１０ 力模 拟机 ， 究了不 同冷却速度下铌 高性 能结 构钢奥 氏体动态转变 规律及不同终轧温度和不 研
同压缩 比对显微组织 的影 响。结果 表明 ： 在冷却速度为 １ ～５℃／得 到完全 的铁素体和珠光体 ， 随冷速增大 ， ｓ 且 晶粒明显细
含铌管线钢热变形奥氏体软化行为的研究
含铌管线钢热变形奥氏体软化行为的研究张国栋（秦皇岛首秦金属材料有限公司，秦皇岛 066326）摘 要 Nb作为一种非常有效地控制奥氏体再结晶的微合金元素在管线钢中有着广泛的应用。
本文基于热模拟应力松弛试验，研究了不同铌含量的简单成分钢在奥氏体区热变形后的软化行为，分析了铌含量对热变形奥氏体静态软化行为的影响。
揭示了钢中不同形态的铌所起的作用以及在成分设计中采用高铌的优势。
所得到的技术要点对控轧过程中细化奥氏体晶粒，避免混晶具有指导性。
关键词 管线钢 应力松弛 软化行为 静态再结晶 应变诱导析出The Softening Behavior of Hot-deformed Austenite inNb Bearing Pipeline SteelZhang Guodong(Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co.,Ltd., Qinhuangdao, 066326)Abstract As a powerful microalloy element that can control the austenite recrystallization, Nb is widely used in the production of pipeline steel. The effect of Nb on softening behavior of austenite after hot-deformation was studied in this paper using strain relaxation method. The influence of different Nb content to the static softening characteristics of hot-deformed austenite was analysised. The advantages of high Nb steel and the effect different Nb states in it were exhibited. The research results have instructional significance to refine austenite grain and to prohibit duplex grain structure.Key words pipeline steel, strain relaxation, softening behavior, static recrystallization, strain induced precipitation1 前言铌作为一种重要合金元素能够延缓奥氏体再结晶的发生，在控轧过程中阻止晶粒长大，并在控轧过程中形成Nb(C,N)沉淀，通过沉淀强化来提高钢的强度[1]。
一种超高强硼钢板B1500HS奥氏体状态流变模型_原政军
Ｒ Ｉ Ｐ 钢由于其独特的强韧化 目前 ， 高强 钢 如 Ｔ 机制和高的强韧 性 ， 被 公 认 为 是 新 一 代 汽 车 用 高 强 度钢板 ， 其 抗 拉 强 度 能 达 １ ０ ０ ０ ＭＰ ａ
［ ］ １ ２ －
下具有均匀马氏 体 组 织 的 超 高 强 度 零 件 。 热 冲 压 工 艺是集应变场 、 应 力 场 、 温 度 场 及 相 变 为 一 体 的 复 杂热力耦合过 程 ， 因 此 ， 研 究 超 高 强 度 钢 板 热 流 变 行为 ， 对于超高强度 钢 板 热 冲 压 成 形 技 术 的 应 用 具 有重要意义 。 本文采用物理实 验 对 不 同 温 度 及 应 变 速 率 作 用 下的硼钢板 Ｂ １ ５ ０ ０ Ｈ Ｓ 进行热流变行为研究 ， 分析各 参数对材料流变 行 为 的 影 响 规 律 ， 揭 示 其 流 变 应 力 与温度 、 应变及 应 变 速 率 的 相 关 性 ， 以 期 通 过 所 得 实验数据建立材 料 的 变 形 抗 力 数 学 模 型 ， 为 进 一 步 开展超高强度钢板 的 热 冲 压 技 术 研 究 提 供 实 验 参 考 依据 。
第３ ７卷 第４期 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ７ Ｎ ｏ ． ４
Ｆ Ｏ Ｒ Ｇ Ｉ Ｎ Ｇ ＆Ｓ Ｔ Ａ Ｍ Ｐ Ｉ Ｎ Ｇ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
２ ０ １ ２年８月 Ａ ｕ ．２ ０ １ ２ ｇ
一种超高强硼钢板 Ｂ １ ５ ０ ０ Ｈ Ｓ 奥氏体状态流变模型
原政军１ ， 唐炳涛２ ， 耿宗亮１ ， 王兰城３ ， 张观耀１
形温度 ９ ０ ０，８ ０ ０，７ ０ ０和６ ０ ０ ℃，保 温 １ ０ｓ 以 消 除 板厚方向温度梯度 。
－１ （ ）应变速率选取 ０ ３ ． ０ １，０ ． １，１ ． ０和１ ０ ． ０ｓ ４ 种情况在指定温度下进行等温拉伸 ， 直至拉断 。
《2024年一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，不锈钢因其优异的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能，在众多领域得到了广泛应用。
其中，CrMn奥氏体不锈钢以其优良的韧性和延展性而备受关注。
本文针对一种含V（钒）和Nb（铌）的高氮CrMn奥氏体不锈钢，对其热变形行为与组织特性进行了深入研究。
二、材料与方法1. 材料制备本研究所用材料为一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢。
通过真空感应熔炼炉制备出铸锭，然后进行均匀化处理和热轧制，最终得到所需厚度的钢板。
2. 实验方法采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等设备，对钢板的热变形行为和组织特性进行观察和分析。
同时，利用热模拟机对钢板进行热处理，并记录其热变形过程中的温度、应力和应变等参数。
三、热变形行为研究1. 热变形过程中的组织演变在热变形过程中，随着温度的升高和应变的增加，钢的组织结构发生了明显变化。
高温下，V和Nb元素的析出促进了晶界的形成，有利于消除内部的残余应力。
此外，由于V和Nb元素的加入，形成了更为均匀的晶粒分布和较小的晶粒尺寸。
2. 热变形过程中的力学性能变化在热变形过程中，钢的力学性能发生了显著变化。
随着温度的升高和应变的增加，钢的屈服强度和抗拉强度逐渐降低，而延伸率则逐渐增加。
这表明该钢在高温下具有良好的塑性和韧性。
四、组织特性研究1. 显微组织观察通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察钢的显微组织，发现其具有典型的奥氏体结构。
同时，由于V和Nb元素的加入，钢中形成了大量的析出物和细小的颗粒状结构，这些结构对钢的力学性能和耐腐蚀性具有重要影响。
2. 晶粒大小与相结构分析通过X射线衍射仪对钢的晶粒大小和相结构进行分析，发现其具有较小的晶粒尺寸和较为稳定的相结构。
V和Nb元素的加入有利于形成均匀、稳定的相结构，从而提高钢的力学性能和耐腐蚀性。
五、结论本研究针对一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性进行了深入研究。
热变形
一、热变形间隙时间内或变形后钢的奥氏体再结晶行为——静态再结晶热加工过程中的任何阶段都不能完全消除奥氏体的加工硬化，这就造成了组织结构的不稳定性。
在热加工的间隙时间里(如轧制道次之间) 或加工后在奥氏体相区的缓冷过程中将继续发生变化，力图消除加工硬化组织，使金属组织结构达到稳定状态。
这种变化仍然是回复、再结晶过程，但是它们不是发生在热加工过程中，所以称静态回复、静态再结晶。
以铌钢为例 (图2-5)〔5〕，当热加工变形达到ε1时，对应的应力为σ1，这时如停止变形，恒温停留τ时间，再次变形，就会发现奥氏体变形应力将有不同程度的降低。
降低的程度与停留时间的温度、停留的时间以及停留前的变形速度、变形程度有关。
如果以σy及σ1分别表示奥氏体的屈服应力及达到变形量为ε1时的应力，以σy′代表变形后恒温保持τ时间以后再次变形发生塑性变形的应力值，则σy′总是低于或等于σ1。
如以在两次变形中间奥氏体软化的数量 (σ1-σy′)与 (σ1-σy)之比称为软化百分数，以x表示之，则：图2-5 奥氏体在热加工间隙内应力-应变曲线的变化(铌钢，1040℃，＝8.0×10-2，ε1＝0.10)当x=1时表示奥氏体在两次热加工的间隔时间里消除了全部加工硬化，全部回复到变形前的原始状态，σy′＝σy这是全部再结晶的结果。
当x=0时表示奥氏体在两次热加工的间隔时间里没有任何程度的软化。
当x处于零到1之间时表示奥氏体在两次热加工的间隔时间里发生了不同程度的回复与再结晶。
下面讨论在热加工过程中已经形成的不同的奥氏体组织结构在热加工的间隔时间里将继续发生怎样的变化。
以0.68%C钢在各种变形量下进行高温变形后保持在780℃时的软化曲线来说明其变化(图2-6)〔5〕。
1) 当ε1远小于εs时 (a点，a曲线)，曲线a表示两次变形间隔时间里软化情况与软化速度。
曲线表明形变一停止软化立即发生，随时间延长软化百分数增大，达到一定程度后软化就停止了。
高强钢变形抗力实验研究
１ 实验 方 案
根 据试 验 目的 和ＭＭＳ ２ ０ 一 ０ 热模 拟 的要 求 ， 将试
样加工成 ｑ Ｏ ｘ ５ ｍ的圆柱形 。参考我厂 设备 和 ￣ ｍｍ ｌｍ ｌ 相 近 高强 品种 的工艺 情 况 ， 定 如下 方 案 ： １℃／ 制 以 ０ ｓ 的 加热 速度 加 热 到 １２ ０ ， 温 ３ ｉ ， 奥 氏体 完 ０ ％ 保 ａ ｒｎ 使 全 均 匀 化 ． 后 以５ ｓ 速 度 分 别 冷 却 到 １ １０ 然 ℃／的 ０ 、 １０ ０ １０ ０ ９ ０ ９ ０ ８ ０Ｃ， 后 分 别 变 形 ， 形 ５ 、 ０ 、５ 、０ 、５ ￣ 然 变 速 率 分别 设 定 为００ １ ｌ ｓ ， 形 率６ ％， ．５、 、Ｏ～ 变 ０ 变形 后 进 行淬 火冷 却 至室温 ， 其不 同变形 速 度下 的真应 测 力 应变 曲线 （ 图１ 。 见 ）
第ｌ ２卷 第 ６期
重 庆科技 学 院学 报 （ 自然科 学版 ）
２１ ０ ０年 １ ２月
高强钢变形抗力实验研究
高 威 鞠 传 华 庞 志 忠。
（． １济钢集 团有 限公 司 第三炼钢厂 ， 南 ２ ０ ０ ；． 济 ５ １ １ ２济钢 集 团有 限公 司技 术监 督处 ， 南 ２ ０ ０ ； 济 ５ １ １ ３济钢 集 团有 限公 司第一 炼钢厂 ， 南 ２ ０ ０ ） ． 济 ５ １ １
高威 ， 传 华 ， 志 忠 ： 强 钢 变 形 抗 力 实验 研 究 鞠 庞 高
９ ０Ｃ ． ５ ￣时 尽管变 形速 率 的增 加 可 以增 大 再结 晶驱 动 力 ， 变形 速率 的提高 缩短 了软化 过 程 发生 和 发 展 但
高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究
垒ｒ ｐ．
！
高铌 钢 奥 氏体 区变 形 抗 力数 学模 型及 试 验 研 究
阴树标 ， 清友 孙新军 ， ． 刘 － ， 文建 华 ，雷 霆
（． １ 昆明理工大学 材料 与冶金工程学 院， 云南 昆明 ６０ ９ ； ５ ０３ ２ 钢铁研究总院 结构材料研 究所 ， ． 北京 １０ ８ ） ００ １
数据 ．
关键 词 ：奥 氏体 ；变形抗 力 ； 学模型 ； ； 合金 钢 数 铌 微
’
中图分 类号 ：Ｆ２ ．２ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０ ７— ５ Ｘ（０７ ０ ０２ ｏ Ｔ １５４ Ａ １０ ８５ ２０ ）２— ０ １一 ５
Ｍ ａ ｈ ｍ ａ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｅ ｔａ ｄ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ｆ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｔｃ ｌＭ ｄ ｌＥｓａ ｌ ｍ ｎ ｎ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｄ ｆＤｅ ｏ ｍａ ｉ ｓ ｏ Ｒｅ ｉｔ ｎ ｅ ｏ ｓ ｅ ｉ ｎ Ｈｉｈ Ｎｉ ｂ ｕ Ｓ ｅ ｌ ｓｓａ ｃ ｆＡｕ ｔ ｎ ｔ ｉ ｇ ｏ ｉ ｍ ｔ ｅ ｅ
Ｏ 引 言
微合金化在生产高强度热带钢方面起重要 的作用 ． 铌元素很好地起到延迟并／ 或阻碍热加工奥氏体再 结晶， 得到非常细晶的相变组织作用【２ 目 １］ 前许多学者 已经对含铌微合金钢进行了大量 的研究工作 ， ．． 对 理论研究和实际生产起到了很好的指导性作用 ， 但含铌量一般 ＜ ．５ ， Ｏ０ ％ 属于比较低 的含量 ． １７ 自 ９５
维普资讯
第３卷 第２ ２ 期
昆 明 理 工 大 学 学 报 （理 工 版 ）
Ｖ １ ２ Ｎ ． ｏ ３ ｏ２ ．
２０ ０７年４月
Ｊｕ ａｏＫ ｎ ｉｇ ｎ ｅ ｉ ｆｃ ｎｅａｄＴｃｎｌｙ（ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｏｒ ｌｆ ｕｍｎ ｉ ｒｔｏＳｉ ｃ ｎ ｅｈｏｇ Ｓｉ ｃ ｅｈ０ ） ｎ Ｕ ｖ ｓｙ ｅ ｏ ｅ ｎ ０
《2024年一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言在当今社会，随着科技的不断进步，不锈钢作为一种重要的金属材料，其性能的优化与应用领域的拓展显得尤为重要。
含V （钒）和Nb（铌）的高氮CrMn奥氏体不锈钢，因其良好的机械性能、耐腐蚀性和高温稳定性，被广泛应用于各种极端环境中。
本文旨在研究这种不锈钢的热变形行为与组织特性，为进一步优化其性能和应用提供理论依据。
二、材料与方法本研究所用材料为一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢。
通过控制合金成分和热处理工艺，获得不同热变形条件下的试样。
利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段，对试样的组织结构进行观察和分析。
同时，采用热模拟机进行热变形实验，研究其热变形行为。
三、热变形行为研究1. 热变形过程中的流变行为在热变形过程中，含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢表现出良好的流变行为。
随着温度的升高和应变速率的降低，流变应力逐渐降低，表明该材料在高温下具有良好的塑性和加工性能。
此外，合金元素的添加（如V和Nb）对流变行为产生了一定影响，有助于提高材料的强度和韧性。
2. 热变形过程中的组织演变热变形过程中，材料的组织结构发生显著变化。
在高温和适当的应变速率下，奥氏体相得以充分形成，同时析出物（如V(Nb)Cx）的形态和分布也发生变化。
这些变化对材料的机械性能和耐腐蚀性产生重要影响。
四、组织特性研究1. 显微组织观察通过金相显微镜和扫描电镜观察发现，含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢的显微组织主要由奥氏体相和其他析出物组成。
奥氏体相具有较高的塑性，而析出物则具有较高的硬度。
这两种组织的协同作用使材料具有良好的综合性能。
2. 晶体结构分析X射线衍射结果表明，该材料的主要晶体结构为面心立方奥氏体相。
此外，还观察到少量其他晶体结构的存在，如析出物的晶体结构等。
这些晶体结构的分布和比例对材料的性能具有重要影响。
五、结论本研究通过热变形实验和显微组织观察，深入研究了含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性。
《2024年基于热连轧实测数据的金属材料变形抗力模型研究》范文
《基于热连轧实测数据的金属材料变形抗力模型研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，金属材料在各种工程领域中得到了广泛应用。
在金属材料的加工过程中，变形抗力是一个重要的物理参数，它直接关系到材料的加工性能和产品质量。
因此，研究金属材料的变形抗力模型，对于提高金属材料的加工效率和产品质量具有重要意义。
本文基于热连轧实测数据，对金属材料的变形抗力模型进行研究，旨在为金属材料的加工提供理论依据和技术支持。
二、文献综述近年来，关于金属材料变形抗力模型的研究已经取得了显著的进展。
许多学者通过实验和理论分析，提出了各种变形抗力模型。
然而，由于金属材料的复杂性和多变性，现有的模型仍存在一定的局限性。
因此，本文在分析现有模型的基础上，结合热连轧实测数据，对金属材料的变形抗力模型进行深入研究。
三、研究方法本研究采用热连轧实测数据，通过数据分析和建模方法，对金属材料的变形抗力进行研究。
具体步骤如下：1. 数据采集：从热连轧生产线上收集金属材料的实测数据，包括温度、压力、应变速率等参数。
2. 数据处理：对收集到的数据进行清洗、整理和预处理，以消除异常值和噪声干扰。
3. 模型建立：根据处理后的数据，建立金属材料变形抗力模型。
本研究采用多元线性回归方法，以温度、压力、应变速率为自变量，以变形抗力为因变量，建立模型。
4. 模型验证：通过交叉验证和独立样本验证，对建立的模型进行评估和优化。
四、实验结果与分析1. 模型建立结果通过多元线性回归方法，我们建立了金属材料变形抗力模型。
该模型以温度、压力、应变速率为自变量，以变形抗力为因变量。
模型建立了各变量之间的数学关系，为进一步分析提供了基础。
2. 模型分析结果通过对模型的分析，我们发现温度、压力和应变速率对金属材料的变形抗力具有显著影响。
其中，温度对变形抗力的影响最为显著，随着温度的升高，变形抗力逐渐减小。
此外，压力和应变速率也对变形抗力产生影响，但影响程度相对较小。
3. 模型验证结果通过交叉验证和独立样本验证，我们对建立的模型进行了评估和优化。
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展，对高性能、高可靠性的材料需求日益增加。
不锈钢作为其中一种重要的工程材料，其性能的提升及改进成为了研究热点。
本文主要探讨一种含有V（钒）和Nb （铌）的高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性。
通过对这种不锈钢的研究，可以进一步了解其材料性能，为实际应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料制备本研究所用材料为一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢。
通过真空感应熔炼法制备，确保材料的纯净度和均匀性。
2. 实验方法采用热模拟试验机对材料进行热变形实验，观察其热变形行为。
通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段，分析材料的组织特性。
三、热变形行为研究1. 热变形参数在热变形实验中，我们主要关注了变形温度、变形速率和应变等参数对材料的影响。
实验结果表明，随着变形温度的提高和变形速率的降低，材料的热变形能力得到提高。
2. 热变形机制通过观察和分析，我们发现该高氮CrMn奥氏体不锈钢在热变形过程中，主要通过位错滑移和晶界滑移等机制进行。
同时，V和Nb的加入对位错运动和晶界滑动产生了显著影响，进一步影响了材料的热变形行为。
四、组织特性研究1. 显微组织观察通过金相显微镜和扫描电镜观察材料的显微组织，我们发现该高氮CrMn奥氏体不锈钢具有均匀的晶粒结构和清晰的晶界。
V和Nb的加入使得晶粒得到细化，提高了材料的力学性能。
2. 相结构分析通过X射线衍射分析，我们发现该材料主要由奥氏体相组成，同时含有少量的其他相。
V和Nb的加入对相结构产生了影响，使得材料具有更好的耐腐蚀性和高温性能。
五、结论本研究通过对一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性进行研究，得出以下结论：1. 该高氮CrMn奥氏体不锈钢具有良好的热变形能力，其热变形行为受变形温度、变形速率等因素的影响。
在适当的热变形条件下，材料可以获得较好的力学性能。
《2024年一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，不锈钢因其优异的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能，在众多领域得到了广泛应用。
CrMn奥氏体不锈钢作为一种重要的不锈钢类型，其性能和微观结构的研究一直备受关注。
本篇论文将针对一种含有V（钒）和Nb（铌）元素的高氮CrMn奥氏体不锈钢进行研究，着重分析其热变形行为与组织特性。
二、实验材料及方法本研究使用的材料为一种新型的含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢。
通过高温热变形实验，观察其在不同温度和应变速率下的热变形行为，同时采用金相显微镜、X射线衍射仪等手段对热变形后的材料进行微观组织分析。
三、热变形行为研究1. 温度对应力-应变曲线的影响在恒定的应变速率下，改变实验温度可以发现，随着温度的升高，材料在变形过程中呈现出更加良好的延展性，其应力-应变曲线上的峰值应力会明显降低。
这表明在较高的温度下，材料的热变形能力得到提升。
2. 应变速率对热变形行为的影响在恒定温度下，应变速率的增加会导致应力-应变曲线中的峰值应力上升，并且热变形过程中出现的硬化现象也更为显著。
这说明在高应变速率下，材料表现出较强的变形抗力。
四、组织特性分析1. 晶粒结构与形态通过对金相显微镜的观察发现，该含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢在热变形后，晶粒呈现出明显的奥氏体特征。
同时，晶粒大小和形状在不同温度和应变速率下存在显著差异。
高温度和高应变速率有利于获得更为细小的晶粒结构。
2. 元素分布与析出相通过X射线衍射仪的分析发现，V和Nb元素在材料中以固溶态和析出相的形式存在。
这些元素的加入有助于提高材料的强度和韧性。
此外，高氮含量也有助于形成氮化物析出相，进一步强化了材料的性能。
五、结论本研究通过实验分析了一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性。
结果表明，该材料在高温下表现出良好的热变形能力，且其晶粒结构、元素分布及析出相均对材料的性能产生重要影响。
《2024年一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，不锈钢作为一种重要的工程材料，其性能和应用领域日益受到关注。
特别是对于含有V（钒）和Nb （铌）的高氮CrMn奥氏体不锈钢，其具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空、石油、化工、医疗等关键领域。
然而，该类材料在热变形过程中的行为及组织特性尚未完全明了。
本文以一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢为研究对象，系统研究了其热变形行为与组织特性，为进一步优化该类不锈钢的制备工艺及性能提供理论支持。
二、实验材料与方法本文所研究的高氮CrMn奥氏体不锈钢含有V和Nb等合金元素。
实验材料通过真空感应熔炼法制备，并经过均匀化处理、热轧、退火等工艺流程。
采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对材料的组织结构进行观察和分析。
同时，通过热模拟试验机，研究材料在热变形过程中的流变行为、应力应变关系及组织演变规律。
三、热变形行为研究1. 流变行为在热变形过程中，该高氮CrMn奥氏体不锈钢表现出明显的流变行为。
随着温度的升高和应变速率的降低，材料的流变性增强，即更容易发生塑性变形。
同时，合金元素V和Nb的加入，显著提高了材料的流变应力，增强了材料的抗变形能力。
2. 应力应变关系通过热模拟试验，我们发现该高氮CrMn奥氏体不锈钢在热变形过程中表现出典型的动态再结晶行为。
在一定的温度和应变速率下，材料的应力应变关系呈现明显的加工硬化现象，随着变形的进行，加工硬化逐渐被动态再结晶软化所抵消。
四、组织特性研究1. 显微组织观察通过金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，我们发现该高氮CrMn奥氏体不锈钢在热变形过程中，组织结构发生明显变化。
随着温度的升高和应变速率的降低，材料的晶粒尺寸逐渐增大，同时出现明显的动态再结晶现象。
2. 合金元素作用合金元素V和Nb的加入，对材料的组织结构产生显著影响。
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》范文
《一种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为与组织特性研究》篇一一、引言在不锈钢领域，CrMn奥氏体不锈钢因其良好的机械性能和加工性能，被广泛应用于各种工程结构中。
近年来，随着材料科学的发展，一种含V和Nb的高氮CrMn奥氏体不锈钢被开发出来，其在热变形行为和组织特性上展现出独特的优势。
本文将重点研究这种高氮CrMn奥氏体不锈钢在热变形过程中的行为以及其组织特性。
二、实验材料及方法1. 材料选择：本文研究的高氮CrMn奥氏体不锈钢包含主要合金元素如V、Nb等。
2. 实验方法：通过热模拟试验机进行热变形实验，采用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等手段进行微观组织和性能的分析。
三、热变形行为研究1. 热变形过程：在高温下，这种高氮CrMn奥氏体不锈钢的变形行为主要受到温度、应变速率和变形程度的影响。
2. 变形机理：通过观察微观组织的演变，我们发现高氮元素的添加促进了晶界的滑移和晶内位错的增殖，从而提高材料的塑性和韧性。
3. 温度和应变速率的影响：在高温和高应变速率下，材料的流变应力增加，且热激活机制也更为显著。
这些因素都对材料的热变形行为产生影响。
四、组织特性研究1. 微观组织观察：在显微镜下，观察到这种高氮CrMn奥氏体不锈钢的组织具有精细的晶粒结构和明显的析出相。
2. 晶格结构和析出相：X射线衍射结果表明，材料中的主要相为奥氏体相和少量其他相。
此外，高V和Nb元素的加入在基体中形成析出相，显著提高材料的硬度和强度。
3. 晶界和位错：透射电子显微镜观察显示，高氮元素促进晶界滑移和位错运动，有助于提高材料的塑性和韧性。
五、结果与讨论通过对这种含V和Nb高氮CrMn奥氏体不锈钢的热变形行为和组织特性的研究，我们发现：1. 高氮元素的添加显著提高了材料的塑性和韧性，通过促进晶界滑移和位错增殖实现。
2. 在热变形过程中，材料的流变应力受到温度和应变速率的影响，这对材料加工工艺的制定具有重要意义。
含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢的热变形行为研究
含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢的热变形行为研究时钟平;傅万堂【摘要】用Gleeble3500热/力模拟试验机对含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢在900～1200℃ 和0.01～10 s-1条件下进行热压缩变形,得到了其流变曲线,获得了热变形方程式,建立了热加工图,观察并分析了热变形组织.结果表明,含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢的流变应力和峰值应变均随应变速率的提高和变形温度的降低而增大,其热变形激活能为759 kJ/mol,在1100℃和0.01 s-1时,试验钢的功率耗散百分数最高可达42％.另外,在高温低应变速率下,试验钢经典动态再结晶容易发生,建议其在1150～1200℃和0.1～1 s-1的工艺条件下进行热加工.【期刊名称】《燕山大学学报》【年(卷),期】2019(043)004【总页数】6页(P337-342)【关键词】高氮钢;微合金化;热变形;动态再结晶【作者】时钟平;傅万堂【作者单位】燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TG142.10 引言大型发电机组其转子护环在服役过程中承受着巨大的离心力、装配应力、交变应力、附加弯曲应力,并且需要克服强烈的应力腐蚀环境等。
对于单机容量在300 MW以上的机组，护环大都用18Mn18Cr0.5N钢来制造。
然而，在护环实际生产过程中，热锻表面开裂、晶粒粗大和混晶等问题经常发生，严重制约其制造和发展[1-2]。
时钟平等[3]对常规高氮铬锰奥氏体不锈钢进行微合金化，添加了少量的钒、铌，系统研究了铸态条件下的析出相类型和特征。
在铸造、锻造、热处理条件下析出的细小的碳氮化物，可抑制晶粒的快速长大；通过细晶强化和析出强化，改善钢中析出相的类型和特性，从而显著提高钢的物理和化学性能[4-5]。
另外，时钟平等[3]对含钒铌高氮铬锰奥氏体不锈钢的热变形进行了初步研究；结果表明，热变形时在晶界和三叉晶界处大尺寸的富铌氮化物周围会形成很高的应变梯度和很大应变量，这会促进动态再结晶的形核和发展。
含铌奥氏体不锈钢AISI347流变应力曲线及本构方程
图 1 对应于不同微观演变机制的应力应变曲线 Fig 1 T he flo w str ess and the micr ostructure evo lutio n
1 实验材料及方法
实验用钢 AISI 347 不锈钢取自热连轧棒材, 化 学成分见表 1。
表 1 AISI 347 不锈钢化学成分/ wt%
4
塑性工程学报
第 15卷
按照式 ( 6) 对 347 不锈钢的应力应变曲线进行 拟合, 发现式 ( 6) 并不能很好地模拟实测的应力应 变曲线, 如图 8M EDINA 模型所示, 在较大应变值 时, 试验 值高 于拟和 值。如 在图 8 中变 形温度 为 1120 、 = 1/ s 时的应力曲线上, 图中圆圈所示位 置定义为 s , 在 > s 后的应力曲线上升的更快, 即 在此之后的切变模量增加, 因此将式 ( 6) 修改叠加 一线性项得到修正的 MEDINA 模型为
实验数据利用冶金学相关原理, 建立数学模拟模型, 以计算轧制变形抗力与轧制温度、应变和变形率之 间的定量关系。
流变应力曲线特征与变形材料微观组织演变过 程中加工硬化引起的位错增加和动态软化导致位错
减少有关。由研究低合金钢和微合金钢、不锈钢的 应力曲线发现[ 1 3] , 根据微观组织在变形过程中的不 同演变, 流变应力曲线也表现为不同的特征, 如图 1 所示。当试样在变形过程中出现显著的加工硬化 时, 其应力值随应变的增加一直增加; 如果在材料 中开始出现动态回复, 导致动态回复所产生的软化 效应与加工硬化相平衡, 此时的应力应变曲线表现 为应力在应变超过一定值后达到饱 和而稳定下来;
引言
热轧工艺参数的设计通常需要了解材料在不同 温度下的轧制变形抗力, 通常通过热模拟试验测出 材料在不同变形条件下的流变应力曲线, 然后根据
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第32卷第2期2007年4月 昆明理工大学学报(理工版)Journal of Kun m ing University of Science and Technol ogy (Science and Technol ogy )Vol .32 No .2 Ap r .2007收稿日期:2006-10-08.第一作者简介:阴树标(1977～),男,博士.主要研究方向:钢铁材料.E -ma il:yinshubiao@yahoo 高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究阴树标1,2,刘清友2,孙新军2,文建华2,雷霆1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093;2.钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)摘要:在Ther mecomast or -Z 实验机上对高铌钢奥氏体控轧过程中的变形抗力进行了研究.就试验中变形温度、变形速度、变形量对变形抗力的影响规律进行分析.并对其数学模型进行回归,模型有良好的曲线拟合特性.试验结果为制定合理可行的高铌钢奥氏体区控轧生产工艺提供基础数据.关键词:奥氏体;变形抗力;数学模型;铌;微合金钢中图分类号:TF125.42文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2007)02-0021-05M a thema ti ca l M odel Est ablish m en t and Exper i m en t a l Study of D eforma ti onResist ance of Austen ite i n H i gh N i ob i u m SteelYI N Shu -b i ao1,2,L I U Q i ng -yo u 2,SUN Xi n -j un 2,W EN J i an -hua 2,LE I Ti ng1(1.Faculty of M aterials and Metallurgical Engineering,Kun m ing University of Science and technol ogy,Kun m ing 630093,China;2.I nstitute of StructuralMaterials of C I SR I,Beijing 100081,China )Abstract:An experi m ent is conducted f or the hot metal def or mati on resistance of high ni obium steel by using the Ther mec mast or -Z testing machine .The effect of def or mati on te mperature,strain rate and strain on the defor ma 2ti on resistance are then analyzed .The mathe matical model is als o regressed .It is shown thr ough the results that the model has a feature of favorable curve fitting .The results of the experi m ent are intended t o p r ovide basic data for a feasible operati on on the area of austenite contr ol r olling of high ni obium steel .Key words:austenite;def or mati on resistance;mathe matical model;ni obium;m icr oall oy steel0引言微合金化在生产高强度热带钢方面起重要的作用.铌元素很好地起到延迟并/或阻碍热加工奥氏体再结晶,得到非常细晶的相变组织作用[1,2].目前许多学者已经对含铌微合金钢进行了大量的研究工作,对理论研究和实际生产起到了很好的指导性作用,但含铌量一般<0.05%,属于比较低的含量[3～5].自1975年提出HTP (H igh Te mperature Press )概念后,HTP 技术获得了迅速发展.伴随着我国西气东输等工程对管线钢的更高要求,提高铌含量,运用HTP 技术以获得高级别管线钢是必然发展方向.金属塑性变形抗力是轧后工艺和设备力能参数设计的最基本参数之一.由于金属塑性变形组织结构复杂,因而导致各种变形条件对金属变形抗力的影响难以用理论进行解析.而HTP 技术核心之一就是对奥氏体晶粒进行调节,为此利用Ther mec mast or -Z 热模拟实验机对高铌微合金钢奥氏体区,在不同温度、不同变形速率下的变形抗力进行了测定,以研究高温轧制对此钢性能的影响,并最终为生产提供工艺参数.1试验材料与方法用在实验室真空感应炉上冶炼本次试验所用高铌低碳微合金钢,其化学成分如表1所示.浇注成50kg 钢锭,经锻造后得到<15mm ×1000mm 棒材待用,锻造工艺如下:钢锭加热到1200℃,保温1h,然后锻成45mm ×100mm ×L 钢坯,终锻温度约为1000～1100℃.再将切割好的毛坯加热到1250℃,锻成<15mm ×1000mm 的棒材.表1 试验用钢的化学成分Tab .1 Che m i ca l co m positi on of exper i m en t a l steel质量分数/%钢 种C Si M n Nb P N高铌钢0.050.1751.4370.1280.00990.0060将棒材进行预热处理:采用到装,在1280℃保温1h 后水淬,目的是使钢中的铌最大限度固溶.取<8mm ×12mm 规格的试样,在Ther mec mast or -Z 试验机上进行热变形模拟研究.试验选定的变形速率分别为1s -1,5s -1,10s -1,20s -1,变形温度分别为1050℃,1000℃,950℃及900℃.选用压缩实验法,试样在Ther mec mast or -Z 热模拟机里以10℃/s 的速度加热至1250℃,保温5m in,再进行压缩试验.压缩最大变形量为50%.从1250℃开始冷却(冷却速度为5℃/s,到温后停留3s 开始变形),冷却至变形温度,再保温一段时间,以使试样内外温差一致,然后直接进行压缩,做出应力-应变曲线.工艺如图1所示.试样在1250℃保温300s 后直接淬水,对试样进行磨样、抛光后,采用苦味酸+酒精+洗涤剂腐蚀来观察原始奥氏体组织.图2为试样的原始奥氏体组织.2试验结果实验测得的变形速率为1s -1,5s -1,10s -1,20s -1,不同温度条件下的变形抗力曲线见图3.2.1变形温度对变形抗力的影响通过图3的应力—应变曲线可知,高铌微合金钢在奥氏体区的变形抗力随温度的升高而递减,其递减过程基本是幂函数关系,可用下面公式来表示:σ=A ・e B ・t(1)式中σ为变形速度、变形程度常值下的变形抗力;t 为变形温度(℃);A 、B 为回归系数,其值决定于钢种.由关系式可以看出,变形抗力与变形温度的关系,在半对数坐标轴中呈线性.对上式取对数,整理后得到公式(2): ln σ=C +B ・t (2)其中C =ln A.依据公式(2)绘出如图4所示,变形抗力与变形温度在对数坐标下有很好的线性关系.2.2变形程度对变形抗力的影响随着高铌钢变形温度的升高,在同一变形程度下,变形抗力降低;但在同一温度条件下,随变形程度的增加,变形抗力也随之增加.变形程度同变形抗力关系如图5所示.22昆明理工大学学报(理工版) 第32卷2.3应变速率与变形抗力的关系结合图5,可以得出:在一定的变形程度下,变形抗力随着变形速率的增加而增大.由图6所示:在同温度下变形时,变形抗力同样随着变形速率增加而增大.3塑性变形抗力数学模型3.1塑性变形抗力数学模型建立的原则决定变形抗力的影响因素主要为:变形温度、变形程度及变形速率.其中变形温度对变形抗力的影响较大,结合试验数据曲线形式,其关系曲线用指数函数表示.变形程度对变形抗力的影响较复杂,不能简单采用单调递增的幂函数表示,考虑到变形温度、变形速率等因素的影响,采用非线性函数表示.应变速率对变形抗力的影响,受应变速率影响指数和变形温度等因素的约束,采用幂函数表示其间的曲线关系.为在线控制使用,金属塑性变形抗力数学模型建立在保证一定精度要求的情况下,结构应尽量简单.3.2变形抗力数学模型综合变形抗力影响因素的分析,并对金属塑性变形抗力数学模型进行比较及精度分析,最后确定金属塑性变形抗力数学模型为: σ=σ0・XT・Xε・・Xε(3)式中: XT =e a1+a2T32第2期 阴树标,刘清友,孙新军,等:高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究Xε・=(ε・/10)a 3T +a 4X ε=a 6(ε/0.4)a 5-(a 6-1)(ε/0.4)式中,T =t +2731000,t 为变形温度,℃;σ0为基准变形抗力,即t =1000℃,ε=0.4,ε・=10s -1时的变形抗力,σ0=148M Pa ;ε为金属塑性变形抗力,M Pa ;ε为变形程度;ε・为变形速率,s -1.利用MAT LAB ,对微合金高铌钢在奥氏体区变形的金属塑性变形抗力曲线进行回归,模型回归系数见表2.将回归系数代入公式(3)中,得到微合金高铌钢奥氏体区的变形抗力数学模型公式:σ=148・e 2.69414-2.11586T ・(ε・/10)(0.0955T -0.0389815)・[1.36077(ε/0.4)0.3097-0.36077(ε/0.4)]该数学模型适用于变形速率为1～20s -1、变形温度为900～1050℃的范围.表2 数学模型模拟回归系数Tab .2 S i m ul a ted regressi on coeff i c i en t of ma thema ti ca l m odela 1a 2a 3a 4a 5a 62.69414-2.115860.0955-0.03898150.30971.360774回归结果和实测值对比利用回归模型公式的计算结果,和通过试验测得的结果实测进行了对比.通过回归计算,实测值和模42昆明理工大学学报(理工版) 第32卷拟值的误差值控制在5MPa 之内.由图7证明了该数学模型高度显著,实测数据与计算值之间具有较好的拟合特性.5结论依据用Ther mecomast or -Z 实验机作出的应力-应变曲线试验数据,分别讨论了微合金高铌钢金属塑性变形抗力与变形温度、变形程度和应变速率之间的关系.通过运用MAT LAB 回归,建立了此钢金属塑性变形抗力回归方程,误差值控制在5MPa 之内;实测数据与计算值之间具有较好的拟合特性,预报精度较高.参考文献:[1]GomezM ,M edina S F,Quis pe A,et al .Static Recrystallizati on and I nduce Preci p itati on in a Low Nb M icr oall oyed Steel[J ].I SI J I nter,2002,42(4):423-431.[2]付俊岩.铌・科学与技术[M ].北京:冶金工业出版社,2003.259-270.[3]刘清友,董翰,孙新军,等.CSP 工艺中含Nb 钢的混晶问题及改善方法[J ].钢铁,2003,38(8):16-20.[4]邓素怀,刘清友,董翰,等.Nb 的析出对变形诱导铁素体相变的影响[J ].钢铁,2005,40(7):64-67.[5]雍歧龙,马鸣图,吴宝榕.微合金钢的物理和力学冶金[M ].北京:机械工业出版社,1988.52第2期 阴树标,刘清友,孙新军,等:高铌钢奥氏体区变形抗力数学模型及试验研究。