应变速率对DP780钢动态拉伸变形行为的影响_董丹阳
双相不锈钢应变速率
双相不锈钢应变速率
双相不锈钢的应变速率会对其性能产生影响。
以22%Cr双相不锈钢为例,在含氯离子水溶液中,其腐蚀疲劳裂缝的生长速率与应变速率有关。
在80℃、3.5wt%NaCl水溶液中,当应变速率较小时,双相不锈钢中的铁素体和马氏体的动态恢复和动态再结晶越充分,钢的软化效果越明显,越有利于进一步的塑性变形。
应变速率还会影响双相不锈钢的应力腐蚀开裂行为。
通过慢应变速率试验发现,在不同的环境介质中,应变速率对2205双相不锈钢的应力腐蚀开裂行为具有显著影响。
在实际应用中,应根据具体情况选择适当的应变速率,以获得所需的性能和效果。
应变速率对X80管线钢应力腐蚀的影响
于该应变速率下 , 应力腐蚀敏感性略有降低 ; 而高于该应变速 率下 , 应 力 腐 蚀 敏 感 性 明 显 减 小 。不 同应 变 速 率 下 应 力 腐 蚀 敏 感 性 的差 异 主要 是 由应 力 腐 蚀 过 程 中 腐 蚀 和 力 学 作 用 的影 响程 度 不 同 造成 。应 变 速 率 低 于 1 . 0 ×1 0 s 时, 腐 蚀 作用影响更大 , 较 长的腐蚀时间造成裂纹被腐蚀 , 裂 纹 扩 展 受 到影 响 , 因 此 应 力 腐 蚀 敏 感 性 略 有 降 低 。 当 应 变 速 率 高 于
s o i 1 s o l u t i o n u s i n g s l o w s t r a i n r a t e t e n s i l e( S S RT)t e s t s .Th e s i mu l a t e d s o i l s o l u t i o n wa s b a s e d o n t h e c h e mi c a l c o mp o s i t i o n s o f a l k a l i n e Ga n s u s o i li n n o r t h we s t o f Ch i n a . Th e t e s t s we r e c o n d u c t e d a t d i f — f e r e n t s t r a i n r a t e s .Th e f r a c t u r e s u r f a c e s a n d s e c o n d a r y c r a c k s we r e o b s e r v e d u s i n g s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p y( S EM ) . Th e r e s u l t s s h o we d t h a t s t r a i n r a t e s h a d a n i mp o r t a n t r o l e o n S CC o f X8 0 s t e e l i n
鄂钢专用钢GT785成功应用于国内首个40米大跨度高铁运架一体机
第3 期Sichuan Metallurgy • 21 •定的残余奥氏体开始向马氏体转化,增加了材料的 强化效应。
3.2动态变形中的裂纹在动态拉伸条件下,随着应变速率的增加,位错 的大量增殖会强化双相钢组织。
但是位错开动是需 要时间的,随着变形时间的减少(应变速率增加)以及位错大量增殖,使得位错塞积处形成微裂纹,如 图5(b)所示。
随着应变率的提高,显微裂纹的数量 逐渐增加,主要原因为DP780钢中的位错密度和位 错堆积增加,铁素体和马氏体相界面之间的塑性应 变能的差异降低,增加了相界面之间开裂的可能性。
除了马氏体与铁素体的相界面裂纹外,由于 780D P中的合金含量较高,存在一定的夹杂物、空洞 等显微缺陷,当位错在缺陷处产生位错堆积时,导致 材料会在高速的动态变形中局部应力迅速提高。
同时,缺陷处的位错堆积会产生局部的高应力状态,在 缺陷处产生应力集中,从而产生显微裂纹。
在应力 作用下,显微裂纹迅速扩展,最终导致了材料的断裂 失效[2]。
显微裂纹的产生,从宏观上导致了应变速 率越高、断裂延伸率越低的现象。
应变速率越大,这 一过程发生得越早,表观上反映为材料的塑性下降。
3.3强化和软化的统一DP780钢的高应变速率下的变形过程是一个绝 热过程,塑性变形转换化导致试样产生升温的热量引起软化。
在髙速拉伸中,基体微区中产生的瞬时形变会使变形塑性功转化为热量,并且不易及时的传递热量,导致微区中存在绝热温升效应[3]。
绝热温升效应会增加材料的塑性,降低材料的强度,使位错的滑移更加容易。
因此,780D P钢在动态拉伸过程中,是强化和软化过程的统一。
4结论(1) 780D P钢在高应变率动态拉伸的条件下,材料的屈服强度和抗拉强度等会得到明显的提升,应变速率越高,强化效果越明显。
(2) 780D P钢具有较高的应变速率敏感性,材料 强度的增加是位错机制、加工硬化、绝热温升效应和组织转变的综合作用。
参考文献:[1]董丹阳,刘杨,王磊.应变速率DP780钢动态拉伸变形行为的影响[J].金属学报,2013,49(2): 159—166.[2]李慧,高灵清,孙剑客.不同应变率对lOMnNiCrMoV船体钢力学性能的影响[J]•金属热处理,2008,33(9):70,[3]代启峰,宋仁伯,范午言.DP1180双相钢在高应变速率变形条件下应变硬化行为及机制[J].金属学报,2012,48(10):1160-1165.信息陕钢龙钢公司高炉喷煤除尘与收集系统成功实现整合近日,陕钢龙钢公司围绕铁前3. 61亿元降本目标,深推“我为企业降本增效献一计、出一策、干一事”活动,通过对喷煤工序除尘系统与煤粉收集系统优化整合改造,年可实现降本100.8万元。
应变速率对低合金高强钢力学性能的影响
应变速率对低合金高强钢力学性能的影响
1概述
低合金高强钢是一种具有较高强度以及良好的韧性、塑性和韧性的材料,可以用于制造各种机械零件和结构件。
因此,研究不同应变速率下低合金高强钢的力学性能就显得尤为重要。
2应变速率对力学性能的影响
应变速率对低合金高强钢力学性能具有重要影响,要深入了解这种影响,需要进行大量室内试验。
实验结果表明,当应变速率增加时:1)断裂出现的温度会降低,其最大抗拉强度也会降低;2)断裂韧性(断口带宽比)和延性(塑性应变率)也会降低。
此外,研究表明,不同应变速率下低合金高强钢的断裂表面和韧度有所不同。
该研究还发现,应变速率也会影响材料的抗滑移和裂纹扩展方式。
3应变速率对硬度和强度的影响
研究表明,随着应变速率的增加,低合金高强钢的硬度也会增加。
这是由于应变速率的增加会加剧冷作硬化作用,从而提高低合金高强钢的硬度。
研究还发现,应变速率与断裂温度和抗拉强度之间存在一定的关系,其中应变速率是断裂温度和抗拉强度的重要因素。
4结论
应变速率对低合金高强钢力学性能具有重要影响,例如硬度,韧性,塑性,抗拉强度等。
实验结果表明,随着应变速率的增加,低合
金高强钢的硬度和抗拉强度会增加,但其断裂韧性和延性会降低。
通过深入了解应变速率对低合金高强钢力学性能的影响,将有助于针对不同应用场合制定有效的材料使用技术。
应变速率对拉伸强度的影响
应变速率对拉伸强度的影响主要表现在以下几个方面:
1. 加速拉伸:随着应变速率的增加,材料的拉伸强度通常也会增加。
这是因为应变速率的增加意味着在更短的时间内发生更大的变形,这会导致材料内部的位错密度增加,从而增强材料的强度。
2. 延迟断裂:在某些情况下,当应变速率过高时,材料的拉伸强度可能会降低。
这是因为过高的应变速率可能导致材料内部产生微裂纹或发生其他形式的损伤,这些裂纹或损伤在拉伸过程中会迅速扩展,从而导致材料断裂。
3. 动态应变时效:在某些合金中,当应变速率足够高时,材料内部的析出相会在应变作用下重新排列或发生相变,这会改变材料的拉伸强度。
这种效应通常表现为材料的屈服强度随应变速率的增加而增加。
4. 应变速率敏感系数:通过引入应变速率敏感系数,可以描述材料在动态加载下的力学行为。
该系数定义为材料屈服强度对应变速率的导数,用于描述材料在动态拉伸过程中强度的变化情况。
综上所述,应变速率对拉伸强度的影响是复杂的,与材料的种类、微观结构和加载条件等多种因素有关。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素,以选择合适的材料和工艺参数来满
足特定条件下的拉伸强度要求。
尺寸和速率对钢材拉伸性能影响的试验研究
图1试样形状示意图尺寸和速率对钢材拉伸性能影响的试验研究董孝童邵腾飞方壮城姜海波(广东工业大学)【摘要】拉伸试验是研究钢材拉伸力学性能的重要方法,而现行规范对钢材取样尺寸及拉伸速率的规定较为笼统。
本文基于中国标准GB/T 228.1-2010和美国标准ASTM A370-14,以试件宽度、厚度、平行长度和试件拉伸速率为试验变量,探析其对钢材拉伸性能的影响。
结果表明:宽度和厚度对钢材屈服强度、抗拉强度、延伸率影响很大,速率主要影响钢材屈服强度和延伸率,而平行长度对钢材拉伸性能基本没影响。
基于本文研究结论,可为工程实际科学研究过程中钢材取样及拉伸速率的选取提供借鉴。
【关键词】尺寸;拉伸速率;破坏形态;应力-应变关系;拉伸力学性能1背景1.1研究现状由于现行规范如GB/T 228.1-2010[1]和ASTMA370-14[2]等,对试样几何尺寸和拉伸速率的规定较宽泛,故试件几何尺寸和拉伸速率的选取具有很大的不确定性,而这种不确定性往往会对拉伸试验结果的真实性和准确性造成影响,使得很难准确掌握材料的拉伸性能。
此外,对钢材质量评定造成影响,很容易造成材料浪费或者结构安全储备不足等问题。
目前,田浩彬等[3]研究了几何尺寸对钢材拉伸延伸率的影响,提出了当量半径的概念,进而提出了定量分析延伸率的计算方法。
曾力[4]研究了不同拉伸速率对Q235B 钢的力学性能研究,研究表明不同速率控制模式及同一控制模式不同速率都会都对钢材力学性能产生影响,拉伸速率对屈服强度影响较大,而对抗拉强度、延伸率及截面收缩率影响不大。
郑文龙等[5]通过试验研究应变速率和位移速率及分段进行应变速率控制模式对屈服强度的影响,得出对具有明显物理屈服的金属材料,应采用分段进行应变速率控制模式。
孙绍光等[6]研究了标准GB/T 228.1-2010规定的速率控制方法A 和B 对钢材拉伸性能的影响,得出采用方法B 控制拉伸速率可以获得较稳定可靠的测试结果,而方法A 不仅实验操作要求高,而且与实际应变速率有偏差。
金属材料拉伸试验试验速率对试验结果的影响
金属材料拉伸试验试验速率对试验结果的影响摘要:GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》颁布后,由于标准中对拉伸试验速率提出两种试验速率控制方式:应变速率控制的试验速率(方法A),应力速率控制的试验速率(方法B)。
为研究两种试验速率对金属材料拉伸试验结果的影响,做一比对试验,旨在研究试验速率对试验结果数据是否有影响。
试验结果表明,两种试验速率控制方式对金属材料拉伸中常规力学性能试验结果影响不大。
关键词:应力速率、应变速率、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力下的总延伸率、平行长度、横梁位移速率Abstract: the GB/T228.1-2010 “metal materials tensile test part 1: room temperature testing method on after promulgated, because in the standard of tensile test rate proposed two test rate control mode: strain rate control test rate (method A), stress rate control test rate (method B). As the research two test rate on the metal materials tensile test of the outcome, do a comparison test, aims to experiment to test results data rate whether have influence. Test results show that the two test rate control way for metal materials by conventional mechanical test results the impact is not big.Keywords: stress rate, strain rate, yield strength, tensile strength and elongation at break, the most strongly after total elongation, parallel length, beam displacement rate1.前言GB/T228即金属材料拉伸试验方法,该标准是金属材料力学性能最基本、应用最广泛的试验方法。
应变速率对动态再结晶临界应变的影响
应变速率对动态再结晶临界应变的影响以应变速率对动态再结晶临界应变的影响为标题,首先需要明确什么是应变速率和动态再结晶临界应变。
应变速率是指物体在单位时间内发生的形变量,通常用符号ε̇表示,单位为s^-1。
动态再结晶是材料在高温下受到应变时,原本的晶粒会发生重结晶,形成新的晶粒。
而动态再结晶临界应变则是指材料发生动态再结晶的最低应变。
应变速率对动态再结晶临界应变的影响是一个重要的研究课题,在材料科学领域有着广泛的应用和研究价值。
下面将从不同方面探讨其影响。
应变速率对动态再结晶临界应变的影响可以通过实验得到。
通过改变应变速率,可以测量不同条件下的动态再结晶临界应变,从而得到应变速率与动态再结晶临界应变之间的关系。
实验结果表明,应变速率越大,动态再结晶临界应变越小。
这是因为较大的应变速率会引起更大的塑性应变和应变梯度,进而促进动态再结晶的发生。
应变速率对动态再结晶临界应变的影响可以通过微观机制解释。
在材料的形变过程中,位错的生成和运动是塑性变形的基本机制。
较大的应变速率会导致更多的位错生成和运动,从而增加材料的塑性变形,促进动态再结晶的发生。
此外,应变速率的增加还会提高晶界的能量,进一步促使动态再结晶的发生。
应变速率对动态再结晶临界应变的影响还与材料的性质有关。
不同材料的晶体结构和组织特征不同,其动态再结晶临界应变也会有所差异。
例如,晶体结构复杂的合金材料通常具有较高的动态再结晶临界应变,而纯金属材料则较低。
此外,材料的晶粒尺寸和形状也会影响动态再结晶临界应变,较小的晶粒通常有较低的临界应变。
应变速率对动态再结晶临界应变有着显著的影响。
较大的应变速率可以降低动态再结晶临界应变,促进材料的动态再结晶。
这一研究成果对于优化材料加工工艺,改善材料的性能具有重要意义。
未来的研究可以进一步探究应变速率对动态再结晶临界应变的影响机制,以及在不同材料体系中的应用。
应变速率对拉伸强度的影响
应变速率对拉伸强度的影响
在材料力学中,拉伸强度是指材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。
而应变速率则是描述材料在受力过程中的变形速率。
两者之间存在着密切的关系,应变速率的变化会直接影响材料的拉伸强度。
我们来了解一下应变速率对拉伸强度的影响。
当应变速率较低时,材料具有更多的时间来适应外界施加的力,分子之间的位移较小,相对稳定,这时材料的拉伸强度较高。
然而,当应变速率增大时,分子之间的位移增加,材料的内部结构容易发生变化,导致材料的拉伸强度降低。
因此,可以说应变速率对拉伸强度有着重要的影响。
我们来探讨一下应变速率对材料的变形行为的影响。
当应变速率较低时,材料的变形过程相对平缓,分子之间的位移较小,材料的变形呈现出较大的延展性。
而当应变速率增大时,材料的变形过程变得更加剧烈,分子之间的位移增加,材料的变形呈现出较小的延展性,甚至可能出现断裂现象。
应变速率还会对材料的断裂韧性产生影响。
断裂韧性是指材料在受力过程中能够吸收的能量,是衡量材料抵抗断裂的能力的一个重要指标。
当应变速率较低时,材料的断裂韧性较高,能够吸收更多的能量,从而减缓断裂的发生。
而当应变速率增大时,材料的断裂韧性降低,材料更容易发生断裂。
总结起来,应变速率对拉伸强度的影响是显而易见的。
较低的应变
速率有利于提高材料的拉伸强度,而较高的应变速率则降低了材料的拉伸强度。
此外,应变速率还会对材料的变形行为和断裂韧性产生重要影响。
因此,在工程设计和材料选择中,我们需要充分考虑应变速率对材料性能的影响,以确保材料在受力过程中能够满足实际需求。
多工位高速冷镦成型机理及其设备结构优化
多工位高速冷镦成型机理及其设备结构优化随着经济大力地发展,我国制造业也迅猛发展。
现阶段新型高强度冷镦钢的大量使用和新工艺的发展,使得大部分工厂都使用多工位高速冷镦成型机来制造异形件。
本文重点描述了多工位高速冷镦成型机理及其设备结构优化,使我们可以清楚了解多工位高速冷镦成型机的性能与设备的优缺点。
标签:多工位高速冷镦成型机;设备结构优化1 多工位高速冷镦成型技术特点在我国,铸造业是非常发达的,众多大企业都在争求好的发展,而多工位高速冷镦成型技术就是多年来各铸造商追求的铸造方法,多工位高速冷镦成型技术具有非凡的意义。
多工位高速冷镦成型技术的特点鲜明:效率高,冷镦件表面质量高,尺寸精度高,切削量少或无切削,零件强度高。
1.1 效率高多工位高速冷镦成型技术的第一个重要特点,就是它的效率高。
在多工位高速冷镦成型机上安装一个机械的手夹钳系统,这个系统可以在机器上可以左右平行移动,可以在各个工位相邻之间传递零件,充分保证了每一个工件可以在机器之间的连续不间断地运行。
这种系统的工作效率非常高,充分带动了多工位高速冷镦成型机的工作效率,最高时可达到每分钟400件。
1.2 尺寸精确综合性能高多工位高速冷镦成型技术不仅仅是高效率,它的尺寸精确综合性能还高。
因为多工位高速冷镦成型技术在冷镦金属的时候是在室温的情况下成型的,所以这样就有效地避免了一些因为热加工而带来的一些缺陷,比如:零件的表面氧化、脱碳等等。
而现阶段多工位高速冷镦成型的零件表面质量高,尺寸精度高,零件强度高。
1.3 材料利用率高在我国,金属含量丰富,但是无节制的使用还是会造成浪费,保护我国的资源是我们每个人都应该做的。
多工位高速冷镦成型技术具体就只是一种金属胚胎进行的体积塑形转移的工艺,这种工艺就是利用减少切割的方法来提高材料利用率的,这样一来我们就可以有效地节约了在制作过程中因为切割而浪费的材料,大大节约了金属原料。
2 多工位高速冷镦成型设备工作原理多工位高速冷镦成型机的设备,是现阶段我们国家铸造业非常重要的一种设备。
金属材料拉伸试验试验速率对试验结果的影响
金属材料拉伸试验试验速率对试验结果的影响摘要:GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》颁布后,由于标准中对拉伸试验速率提出两种试验速率控制方式:应变速率控制的试验速率(方法A),应力速率控制的试验速率(方法B)。
为研究两种试验速率对金属材料拉伸试验结果的影响,做一比对试验,旨在研究试验速率对试验结果数据是否有影响。
试验结果表明,两种试验速率控制方式对金属材料拉伸中常规力学性能试验结果影响不大。
关键词:应力速率、应变速率、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力下的总延伸率、平行长度、横梁位移速率Abstract: the GB/T228.1-2010 “metal materials tensile test part 1: room temperature testing method on after promulgated, because in the standard of tensile test rate proposed two test rate control mode: strain rate control test rate (method A), stress rate control test rate (method B). As the research two test rate on the metal materials tensile test of the outcome, do a comparison test, aims to experiment to test results data rate whether have influence. Test results show that the two test rate control way for metal materials by conventional mechanical test results the impact is not big.Keywords: stress rate, strain rate, yield strength, tensile strength and elongation at break, the most strongly after total elongation, parallel length, beam displacement rate1.前言GB/T228即金属材料拉伸试验方法,该标准是金属材料力学性能最基本、应用最广泛的试验方法。
应变速率和位移速率对测定金属材料屈服强度影响的探讨
应变速率和位移速率对测定金属材料屈服强度影响的探讨应变速率和位移速率是测定金属材料屈服强度的两个重要变量,它们的变化会对材料屈服强度产生重要影响。
本文旨在探讨应变速率和位移速率对金属材料屈服强度的影响。
一、应变速率对材料屈服强度的影响
应变速率是指试样在应力作用下变形的速率。
应变速率的变化会直接影响金属材料的屈服强度和疲劳性能。
研究表明,应变速率越高,材料的屈服强度越低,疲劳性能越差,这是因为高应变速率会加速材料塑性变形过程,增大材料内部滑移网络的能量,使得材料屈服强度变低,脆性破坏更容易发生。
另外,高应变速率条件下材料的变形过程也是因拉尔森位错滑动机制而完成的,在材料极小的应力、应变量下使材料疲劳性能变差,加速疲劳断裂过程。
二、位移速率对材料屈服强度的影响
位移速率是指应变的的变化量随时间的变化。
位移速率的变化会影响材料的屈服强度和疲劳性能。
研究发现,低位移速率条件下,金属材料的屈服强度相对较高,疲劳性能显著优于高位移速率下的材料,但当位移速率高于一定值时,材料的屈服强度可能会变低,而且疲劳性能也会变差。
这是由于高位移速率会增加材料的自洽结构,使得材料的晶体缺陷分布在材料中变得更为均匀,从而使得材料屈服强度变低,疲劳性能变差。
三、结论
在测定金属材料屈服强度时,应变速率和位移速率都是不容忽
视的变量。
高应变速率会加速材料塑性变形过程而降低材料的屈服强度,而高位移速率会增加材料的自洽结构而降低其屈服强度。
因此,在测定材料屈服强度时,应综合考虑应变速率和位移速率的变化来确定最佳的测试条件,以达到更好的测试效果。
《2024年形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》范文
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》篇一一、引言管线钢是石油、天然气等能源运输的重要材料,其中X70HD 抗大变形管线钢以其出色的抗大变形能力和高温稳定性,被广泛应用于石油天然气等能源输送工程。
其抗变形能力的核心要素,受到众多参数影响,特别是形变参数对高温变形行为具有关键性作用。
本研究致力于深入探索形变参数(如应变速度、温度和应变量)对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响。
二、材料与方法本部分详细介绍了研究方法及所用材料。
X70HD抗大变形管线钢作为研究对象,采用热模拟试验机进行高温形变实验。
实验过程中,重点控制形变参数,包括应变速度、温度和应变量等。
通过对比不同形变参数下的材料变形行为,分析其影响规律。
三、结果与讨论(一)应变速度对X70HD管线钢高温变形行为的影响实验结果显示,随着应变速度的增加,X70HD管线钢的流变应力增大,即材料抵抗变形的能力增强。
这是因为高应变速度下,材料的内部组织结构更容易形成动态再结晶过程,增强材料的强度和硬度。
但过高的应变速度可能导致热力学过程的不稳定,因此存在一个最优的应变速度范围。
(二)温度对X70HD管线钢高温变形行为的影响在高温环境下,X70HD管线钢的变形行为受到显著影响。
随着温度的升高,材料的流变应力降低,即材料抵抗变形的能力减弱。
这是因为高温环境下,材料的内部原子活动加剧,使得材料更容易发生塑性变形。
然而,过高的温度也可能导致材料晶粒的粗化以及机械性能的下降。
因此,需要在满足变形要求的前提下选择合适的温度范围。
(三)应变量对X70HD管线钢高温变形行为的影响实验表明,随着应变量的增加,X70HD管线钢的流变应力逐渐增大,说明材料的抗变形能力逐渐增强。
这主要是因为应变量增加时,材料的内部结构发生明显的变化,产生更多的晶格畸变和亚结构转变。
但过大的应变量也可能导致材料性能的过度消耗和损伤。
四、结论本研究通过实验分析发现,形变参数(应变速度、温度和应变量)对X70HD抗大变形管线钢的高温变形行为具有显著影响。
DP980高强钢动态拉伸力学行为
DP980高强钢动态拉伸力学行为田文扬;刘奋;韦春华;夏卫生;杨云珍【摘要】The mechanical behavior and fracture modes of DP980 high strength steels were studied by comparing the results of dynamic tensile tests at strain rates from 10-3s-1 to 103S-1.The results show that the strength of DP980 steel remains almost unchanged and the plasticity decreases by 7.5 % as the strain rate increasing from quasi-static(10-3s-1) to 100s-1.When the strain rate increases from 100s-1 to 103s-1,the strength keeps increasing,while the plasticity increases by 14% at the strain rate ranging from 100s-1 to 102s-1,but then follows by a decrease of 24.7% in the range of 102s-1 to 103s-1.The strain rate sensitivity coefficient m increases with the increasing of the strain rate.During the plastic deformation,the multiplication reinforcement of dislocation and the motion resistance due to the acceleration of dislocation in ferrite matrix are the main reasons for the strength enhancement.The plastic deformation concentrates in the ferrite,and the microvoids and cracks propagate along the martensite-ferrite interface.In the thickness direction of specimen,the macrographs of fracture are "V" shape cups when strain rate is lower than 101s-1,but the pure sheer shape with 45° to the tensile direction when strain rate is over 101s-1.%对比分析DP980高强钢在应变速率10-3~103s-1范围内的动态拉伸实验结果,研究其力学行为以及断裂模式特点.结果表明:应变速率从准静态(10-3s-1)增加至100S-1过程中,强度基本保持不变,塑性下降了7.5%;应变速率从100 s-1增加至103s-1过程中,强度不断增大,而塑性在100~102s-1范围内上升14%,随后在102~103s-1范围内下降了24.7%;应变速率敏感系数m始终随应变速率的增加而升高.变形过程中,位错增殖强化和加速阻力是强度上升的主要原因.塑性变形集中在铁素体中,微孔裂纹主要沿马氏体/铁素体交界扩展.试样沿厚度方向上的宏观断口,在应变速率小于101 s-1时呈“V”形杯锥状,在应变速率高于101 s-1时则是与拉伸方向成约45°的纯剪切型.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】7页(P47-53)【关键词】双相高强钢;动态拉伸;应变速率;力学行为;断口形貌【作者】田文扬;刘奋;韦春华;夏卫生;杨云珍【作者单位】华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉430074;华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉430074;华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉430074;华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉430074;华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉430074;武汉理工大学汽车工程学院,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】O347.3汽车轻量化作为汽车工业实现节能减排的重要手段之一受到了广泛关注[1,2]。
双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究
双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究项正波; 方刚【期刊名称】《《汽车工程学报》》【年(卷),期】2019(009)005【总页数】5页(P380-384)【关键词】双相钢DP780; 应变速率; 本构模型; 收敛; 精度提升【作者】项正波; 方刚【作者单位】麦格纳卫蓝新能源汽车技术(镇江)有限公司上海分公司上海201821; 中国汽车工程研究院重庆 401122【正文语种】中文【中图分类】TB301随着汽车轻量化与安全法规的要求日趋严格,尤其对于新能源汽车,高强度钢在车身结构上的应用也越来越广泛。
计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)技术作为一种在汽车安全性能开发过程中的重要方法,相比传统的碰撞试验,具有缩短研发周期、节约开发成本、提高工作效率等优势。
准确的CAE分析离不开精确的材料力学行为表征,即材料在高应变速率下应力-应变行为的数学描述[1]。
金属材料在拉伸试验中主要经历3个阶段,即弹性阶段、塑性阶段和损伤阶段(表现为缩颈断裂),其中,弹性阶段和塑性阶段的转折点为塑性起始点,一般用塑性准则进行表征。
材料的本构关系是在大量的试验基础上,采用数学-物理模型建立材料本构方程。
通常材料在静态和动态条件下的力学行为表现差异很大,最直观的表现为材料应变速率敏感性[2]。
材料的应力与应变、温度、应变率都密切相关,其力学行为一般用热粘塑性本构模型来描述。
在较早的研究中,相关学者已经提出了一些用于描述多晶材料高应变速率下塑性变形的本构模型,常用的模型有:Johnson-Cook(JC)模型 [3]。
式中:σ为Mises流动应力;ε˙)为等效塑性应变;˙)为无量纲塑性应变率;A,B,C,n和m为材料常数;T * = ( T − T r ) /(T m −Tr),T为试验温度,Tr为室温,Tm为材料的熔点。
Cowper-symonds(Cs)模型 [4] 。
式中:σ0为准静态应力;D,q为常数。
拉伸试验速率应用的分析与探讨
拉伸试验速率应用的分析与探讨王丽英【摘要】探讨了不同拉伸试验方法对拉伸试验速率的规定,指出了GB/T 228.1-2010中规定的拉伸试验速率在使用过程中存在的问题,实际试验过程中应变速率eLc控制的试验和考虑试验系统柔度下平行长度估计的应变速率eLc控制的试验其实际操作可行性都较差.通过对多套试验系统柔度的测试及试验过程中应变速率变化的分析,证明了在钢铁材料拉伸试验中,用应变速率控制和用不考虑试验系统柔度的横梁位移速率控制测得的屈服性能可以达到同等不确定度效果.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2014(050)004【总页数】5页(P235-238,245)【关键词】拉伸试验;应变速率;横梁位移速率;试验系统柔度【作者】王丽英【作者单位】山西太钢不锈钢股份有限公司,太原030003【正文语种】中文【中图分类】TG115.5在金属材料的拉伸试验中,拉伸试验速率的控制及大小是影响试验结果的重要因素[1]。
GB/T 228.1-2010[2]中所涉及到的试验速率包括:应力速率˙R,MPa·s-1;应变速率Le,s-1;横梁位移估计的应变速率Lc,s-1;横梁位移速率vc,mm·s-1。
理论上,根据Backofen(贝可芬)方程(式1),材料的流变应力指标与材料所承受的应变速率直接相关,应变速率控制方式是最科学合理的拉伸速率控制方式[3]。
然而在实际检测过程中,由于应变速率控制的反馈信号来自于引伸计测得的变形,且呈现不连续屈服的材料其屈服不一定总能发生在引伸计标距范围内,试验参数设置的偏差及引伸计的打滑可能会引起试验无法正常进行,甚至造成人身或设备事故[4]。
特别是在钢铁企业的产品交货检测中,由于检验量大,检验品种繁多,检测前不可能预知材料有无明显屈服现象,试验参数的设置也不可能根据材料的不同进行频繁调整,试验过程出现异常停机或设备故障更是不可容许的情况。
所以在进行大批量、多品种试样拉伸试验检测时,应变速率控制的试验是不可行的。
不同应变速率下DP钢变形行为的微观机理研究
基金项目:国家自然科学基金50934011资助项目作者简介:徐超,硕士,从事金属材料动态变形研究,Tel :(021)56331472,Email :xuchao88@shu.edu.cn 不同应变速率下DP 钢变形行为的微观机理研究徐超朱超群何燕霖李麟(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)【摘要】利用3000kN 电子万能试验机和ZWICK HTM5020高速拉伸试验装置研究了双相钢(DP 钢)在不同应变速率(10-4 600s -1)下的拉伸变形行为,并结合XRD 分析对双相钢组织中的位错密度进行了计算。
结果表明,在准静态拉伸过程中,双相钢组织中的位错密度基本不变,其抗拉强度、断裂延伸率随应变速率变化也不明显;而在动态拉伸条件下,随着应变速率的增加,双相钢组织中的位错密度不断增加,抗拉强度也相应增加,塑性降低,最终导致能量吸收下降。
【关键词】双相钢应变速率变形行为位错密度能量吸收STUDY ON THE MICROSCOPIC DEFORMATION MECHANISMOF DP STEEL AT DIFFERENT STRAIN RATESXu ChaoZhu ChaoqunHe YanlinLi Lin(School of Materials Science and Engineering ,Shanghai University ,Shanghai 200072,China )【Abstract 】The mechanical response and the density of dislocation of dual-phase (DP )steel at different strain-rate (10-4 600s -1)were investigated by using a 3000kN universal material test machine and the high speed stretching device ZWICK HTM5020.Combined with XRD analysis ,the dislocation density of DP steel was calculated.The results showed that under quasi-static tensile the dislocation density of DP steel was almost invariant and its tensile strength and fracture elongation did not change obviously with the increasing of strain rate.However ,with further increasing of strain rate in dynamic tensile ,the dislocation density increased ,and the tensile strength of DP steel increased immediately ,while the ductility decreased ,which eventually led to the decline of the energy absorption.【Key Words 】DP Steel ,Strain Rate ,Deformation Behavior ,Dislocation Density ,EnergyAbsorption安全性是人们选择汽车时最关心的问题,通过对汽车结构的安全考量和合理设计可以有效提高汽车的安全系数,而根据力学性能和能量吸收能力选择合适的汽车板材则为汽车安全又增加了一道有力的保障[1-2]。
双相钢动态拉伸性能-应变速率效应
名称
级别
牌号
CQ
DX51D / DC01
DQ
DX52D / DC03
冲压用钢
DDQ EDDQ
DX53D / DC04 DX54D / DC05
SEDDQ
DX56D / DC06
SEDDQ
DX57D / DC07
180
高强IF钢
220
WH180Y WH220Y
260
WH260Y
180
BH钢
220
WH180B WH220B
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汽车用钢研发及应用技术
名称 DP钢
TRIP钢 热成型钢
强度级别 450MPa 500MPa 600MPa 800MPa 980MPa 1180MPa 600MPa 700MPa 800MPa 1300MPa 1500MPa 1700MPa
点焊试验机、激光拼焊试验机、激光三维切割试验机
薄板腐蚀实验室、涂装工艺实验室 循环腐蚀试验箱、盐雾试验箱、涂装试验装置
汽车用钢研发及应用技术
第二节 实验过程
实验材料 牌号
HT600DP
牌号
HT600DP
C Mn Si
P
S Als N
0.097 1.399 0.075 0.012 0.002 0.869 0.005
冲压成形工艺实验室
板材成形试验机、在线/离线应变分析系统
应变速率、液体体积分数和液体粘度对金属半固态成形变形力的影响-论文
193
简单的 , 用于实际计算也是非常方便的 , 如下式 : 1 ( 1 - 2ν )J2 1 3 n q ν = 0 .5 f s , σ = σ 0 fs σ = 2( 1 + ν ) J′ 2 +
( 6)
式中 σ 为固液混合物的流动应力 ; J 1 为第一应力 张量不变量 ; J ′ 为泊 2 为第二应力偏张量不变量 ; ν 松比 ; σ 0 为固体密度为 100 % 时的流动应力 ; f s 为 固相体积分数 , f s = 1 - f l ; n , q 是材料常数 。 从公 式( 6) 中可以看出 , 此公式适用于描述多孔体介质
粘度 ; λ 表示可压缩性 。 根据上述公式 , 体积应变 速率可表示为 ﹒ ε v = 3σ ) m( 1 - 2 ν ε ﹒ σ σ r + σ θ+ σ z 。 3 ( 11)
式中 σ m 为静水压力 , σ m = 1.4 摩擦模型
( 5)
平衡方程的求解依赖于摩擦力 。 由于变形体与 模具之间的相对速度影响二者之间的摩擦力 , 因此 文献[ 5] 中的一个摩擦模型被采用 : U r mσ Ur Ff = exp( 1 ) ( 12) Ur U 3 式中 U r 为材料变形时的绝对径向速度 ; m 为摩 擦系数 , 范围为 0 ≤m ≤1 , 本文中 m = 1 ; U 是速 度常数 。
[ 1 ,2]
究。 最后 , 由于 PMMCs 在半固态下的屈服强度低 , 用半固态成形方法成形 PMMCs 是一项有前途的工 艺。 因此 , 粒子增强金属基复合材料也被研究 。
, 因此用半固态成形技术来加
工高温合金和不连续增强金属 基复合材料是 可行 的。 半固态成形对于一些难变形合金是一种有前途 的加工工艺 , 对这一工艺的关键问题已经进行了许 多理论和实验研究[ 3 ~13] 。 一些实验研究已经讨论 了半固态下合金的变形行为 , 并且对应力应变关系 提出了一些经验描述 。 与此同时 , 一些理论分析已 提出了几种模型 , 包括一 维简单模型和高维 FEM 模型 , 描述了固体骨架的变形行为 、 间隙液体的流 动行为和它们的耦合效应[ 3 ~5 ,9 ,13] 。 直到现在 , 金 属半固态成形工艺中涉及的主要问题 , 即固体骨架 的变形行为 、 液体流动和它们的相互作用已经被广 泛探讨[ 3 ~5, 9, 13] 。 但是 , 半固态加工技术在 实际应 用中最关键的问题是成形力 , 因此在金属半固态加 工过程中影响变形力的一些因素一定要加以考虑 , 以便在实际应用中使半固态加工技术能够获得良好 的成形性 。 本研究采用数值分析的方法对金属和半固态颗 粒增强金属基复合材料( PMMCs) 在两平行板之间 的等温圆柱压缩进行了分析 。 因为金属在半固态下 的变形是粘塑性行为 , 所以作者研究了应变速率对 变形力的影响 。 此外 , 液体体积分数的影响也被研
不同应变速率下碳对钢热变形行为的影响
不同应变速率下C对V微合金钢的热变形行为的影响规律*刘国权1 赵海涛1 魏海莲1 康人木1,2 吴晋彬1,3 许磊1,4 王承阳1,5(1.北京科技大学材料科学与工程学院/新金属材料国家重点实验室, 北京100083;2. 四川省川威集团有限公司, 成都610100;3. 首钢发展研究院,北京100088; 4. 河北钢铁技术研究院,石家庄050000; 5. 安泰科技股份有限公司,北京100081)摘要实验研究了C含量不同的2种钒微合金钢(LC: C0.05%, V:0.08%; MC: C0.33%, V0.1%) 的热变形及显微组织演变行为,并从应力-应变曲线、热变形微观机制、显微组织演变、动态再结晶动力学、加工图形态等诸方面系统性地研究了不同应变速率下V微合金钢中C对V微合金钢的热变形行为的影响规律以及其与微观机制之间的关系,并从热变形微观机制的角度解释了C影响规律中的应变速率敏感效应出现的原因。
关键词热变形微观机制;动态再结晶;加工图;应变速率敏感性;碳含量;微合金钢引言正确了解材料在热变形过程中的组织演变规律对微合金钢的科学设计及显微组织控制非常必要。
国内外对材料热变形参数(应变量、应变速率以及温度)对钢的热变形行为的影响进行了大量研究,但至今对V微合金钢热变形速率控制机制的研究,尤其是化学成分与变形速率的共同作用下的热变形速率控制机制研究很少[1-6]。
鉴于此,本论文实验研究了C含量不同的2种V微合金钢的热变形行为,比较研究了C含量和应变速率对热变形行为的综合影响规律,尤其是对热变形微观机制的影响规律。
进而,对C及应变速率与动态再结晶动力学之间的相互关系给予了微观机制上的解释。
————————————————————通讯作者:刘国权教授,博导。
中国金属学会低合金钢分会理事。
电邮:g.liu@ * 本工作获得国家自然科学基金项目支持(项目号51071019);V ANITEC(钒国际技术委员会)和四川川威钢铁公司部分资助了本研究工作。
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低了铁素体基体与铁素体 马氏体界面之间的塑性应变能
的差 异 , 一定 程度 上起 到 延缓微 裂纹 形成 及 扩展 的 作用
钢的屈服强度并未发生明显变化
变速率进一步提高 , 可开动位错在单位时间内需达到的速
提高了其非均匀塑性变形的能力 , 因此在该应变速率范围
度增加 即位错运动加速度增加 , 位错运动阻力也随之增
变速率
关系
力 、原子热振 钢的强度在应
时金属 多晶体材料以多个滑移系同时开动的方式来协调 塑性变形的现象更为显著 夕一“
下
图
为不同应变速率
` 、一`之后的明显提高现象 , 与这一因素有密切
钢拉伸断口附近的位错组态 可见 , 在较低应
变速率范围
塑性变形过程中位错运动机制随应变速率的改变 如前所述 , 金属晶体的塑性变形过程中 , 位错运动将
一 ` 一
形貌
形变强化
第
期
董丹阳等 应变速率对
。钢动态拉伸变形 行为的影响
图
不同应变速率下
·
钢拉伸断口侧面微裂纹的
·
形貌
,
一 一
,
一`
`
,,
一'
在铁素体 马氏体界面处形成微裂纹 、 微裂纹扩展的过程
得 以缓解
增加
上提高一
参考文献
,
肠 夕,
钢非均匀塑性变形能力
因此
钢的非均匀塑性变 形能力相对
结论
,
加 所以 , 高的同时 , 强度仍呈上升趋势
能很好地协调塑性变形 , 在铁素体 马氏体界面位置 图
所示 首先形成微孔及微裂纹 , 发生非均匀塑性变形 因
此, 钢的均匀伸长率有所降低 但此时 , 铁素体基
, 进一步使位错运动阻力增
这是在使该应变速率范围
钢在此应变速率条件下塑性变形能力提
图
,飞 一
钢拉伸变形后铁 素体 马氏体界面处的微裂纹
大 因此 当应变速率超过 一` 后 , 钢的强
度开 始提 高 , 提高 幅度 随 应变速 率 的增 加而增 加 当应变
内
钢的断后伸长率未见降低 当应变速率增加到
` 一` 量级后 , 从位错运动受阻的角度考虑 , 由于阻碍
位错运动的 “近程因素 ” 显著增加 , 从而 , 在塑性应变相
速率达到
, 一` 时 在
在较低应变速率范围
一” 一
一` 一` 内的塑性
钢铁素
增大的应变速率范围内, 出现明显的增加现象 图
和
变形过程中 , 由于塑性变形速度相对较低 ,
体基体 中的位错运动受阻有相对足够的时间得以释放 , 因
此随应变速率的增加 , 塑性未发生显著变化 随应变速率
增 加 , 位 错分 解和 攀移对 于 时间 的依赖性开 始显露 , 位错
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刘 杨 , 王 磊 , 何思斯 , 冯 飞 , 吕旭东 , 张北江 金属学报 ,
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刘江涛, 王中光, 尚建库 金属学报, , , 玩 , ,
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钢中的铁素体 马氏体界面是塑性变形过
程中位错塞积 、 裂纹形核及扩展的主要位置 , 而随应变速 率的增加 , 铁素体基体 中的形变强化程度增大 , 可降低铁
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素体基体与铁素体 马氏体界面之间塑性应变能差异 , 延
飞
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力随应变速率的增加而增大 在应变速率达到
之后 , 铁 素体 中可 动位错 数量的大幅 度提 高 , 是 均匀 伸长率和 断后 伸长率 在 得 以明显增 加的 主要 原 因 一
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钢 一` 范围 内
王宏雁 , 陈军毅 汽车车身轻量化结构与轻质材料 北京 北京 大学出版社 ,
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一 沪 一 范围内 , 强度开
同的情况下 ,
钢的宏观变形抗力迅速增加 图
始明显提高 图
已有研究 嘟 ,“ 表明, 动态载荷下 ,
和
而在动态载荷条件下 , 由于位错塞积的释放 、 晶
应变速率越高 , 材料中的位错运动速度越快 , 此时阻碍位
体转动等协调塑性变形机制表现出明显的时间依赖性 , 此
错运动的 “ 近程因素 如 一 动阻力和电子云阻力 ” 显著增加 ,
一一
` 一` 内 ,
钢铁素体中的
位错密度不高 , 而且随应变速率的增加未见显著变化 图 和 当应变速率增加至 萨 一` 后 , 铁素体 中的位 , 而且在部分铁素体晶粒内可观 随应变速率进 错密度明显增加 图
不断受到阻碍 , 形成塞积 、 缠结 位错运动受阻一般通过 位错分解或攀移等形式来释放 , 而且 , 与位错滑移相比 , 这 些过程需要更充足的时间来完成 双相钢在塑性变形
察到多个滑移系同时开动的现象 图 图 和
一步增加 , 位错密度基本保持不变 , 但缠结程度明显提高 铁素体晶体中的位错在极短时间内即受到很高的切 应力作用 , 由于作用时间短 , 在常规滑移系上的位错 尚未 开始运动时 , 该切应力已达到或超过了多个滑移系的临界
过程中 , 塑性应变主要分布于铁素体基体中 当铁素体发
【 【 刘 【
如
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马鸣图, 易红亮, 路洪洲 , 万鑫铭 中国 二 程科学 ,
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几 ,
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高应变速率的变形过程中, 铁素体基体中位错运
动速度 加快 , 导致 “ 近 程阻力 ”增大 , 使 钢 的变形抗
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缓铁素体 马氏体界面处微裂纹的形成和扩展 , 一定程度
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学 报
第
卷
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著 , 张庆明 , 刘 彦 , 黄风雷 , 吕中杰译 · 材料的动 力学行为 北京 国防工业出版社 , 」 , 亡 亡二 二 , 」 , 台 , , , ,
应力-应变 曲线得出
位错没有完全运动 到位
总断后延伸率不变,均匀变形减 小,那么非均匀比增大
第
期
董丹 阳等 应变速率对
钢动态拉伸变形行为的影响
持同步 相对而言 , 此时位错有足够的时间实现加速过程
体中的位错缠结等现象增多 , 形变强化效果逐渐明显 , 降
因此 在较低应变速率率
断 口起伏降低 、韧窝数量增加及尺寸明显降低的现象亦 与此因素有关 而此时虽然 钢中的运动位错数量
增加 、 塑性变形能力增强 , 但位错运动阻力仍随应变速率
的增 加而增 加 , 而且 可动位错 数量的增 加亦增 大 了位 错缠
运动受阻和局部应力集中已来不及释放 ,
钢 已不
结 、 位错反应的几率 , 产生较为明显的应变硬化现象 应 变硬化指数明显增加 , 图
生较高的塑性变形时 , 铁素体 马氏 体界面处形成严重的
应力集中 , 马氏体开始参与塑性变形 但 由于马氏体 中位
错运动困难 , 马氏体 中的塑性变形是十分有限的 双相钢
的塑性很大程度上取决于铁素体 马氏体界面对塑性变形
的协调 能 力
分切应力 这些滑移系的临界分切应力接近常规滑移系的
临界分切应力 因此 , 钢的塑性在其强度明显
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唐长国 , 朱金华 , 周惠久 材料研究学报 ,
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责任编辑 毕淑娟
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在较低应变速率
变速率增加 ,
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钢的屈服
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钢的强度 、 塑性等力学性能基本保
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持不变 当应变速率超过
变速率条件下 , 加至
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强度 、 抗拉强度和应变硬化指数均呈上升趋势 在较低应 钢的均匀伸长率随应变速率的增 加有所降低 , 而断后伸长率基本保持不变 当应变速率增 ` 、一`后 , 均匀伸长率和断后伸长率随应变速 “ 、一` 时 , 钢的塑性下降 率的提高而迅速增加 当应变速率增加到