核电用304不锈钢静态再结晶模型的建立

２０１１年第２期　２０１１年　４月　铸造设备与工艺　ＦＯＵＮＤＲＹ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

・计算机应用・　

核电用３０４不锈钢静态再结晶模型的建立　

张进学　，刘洁　，一，张传滨　，刘金明　

（１．太原科技大学，材料科学与工程学院，山西太原０３００２４；　２．西安交通大学，材料科学与工程学院，陕西西安７１００４９）　

摘要：利用Ｇｌｅｅｂｌｅ—ｌ　５００　Ｄ热力模拟试验机，对３０４不锈钢进行了热压缩模拟试验。研究了变形温度在　９５０℃～１　２００℃之间，变形速率为ｌｘｌ０－３　Ｓ～、ｌｘｌ０之Ｓ～、ｌｘｌＯ　Ｓ～，变形量为５０％的变形行为及组织特征，建立了　３０４钢的静态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明：变形量、变形温度、应变速率因素的影响较大；应变量越大，变形　温度越低，应变速率越高，晶粒越细；３０４钢静态再结晶晶粒尺寸模型的建立为大锻件静态再结晶数值模拟分析　提供了可靠的判据。　关键词：奥氏体不锈钢：静态再结晶：晶粒尺寸：数学模型　中图分类号：ＴＧ１４７．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６６９４（２０１１）０２—００１３—０４　

Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌＩｉｚａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　

ｏｆ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　３０４　ｓｔａｉｎｌｅＳＳ　ｓｔｅｅｌ　

ｚＨＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｘｕｅ１．１　Ｕ　Ｊｉｅｕ。ｚＨＡＮＧ　Ｃｈｕａｎ－ｂｉｎ、，ＬｌＵ　Ｊｉｎ－ｍｉｎｅ　（１．　ｏｆＭ￣ｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｍｙｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｘｉ　Ｔａｉｙｕａｎ　０３００２４，Ｃｈｉｎａ；　２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎ　ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ　Ｓｈａｎｘｉ　７１００４９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｏｔ　ｃｏｍｐｒｅｓｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　３０４　ａｕｓｔｅｎｉｔｅ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｕｓｉｎｇ　Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００Ｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｈｏｔ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ（９５０℃～１　２ｏｏ℃）ａｔ　ｔｈｅ　ｓｔｒａｉｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　１ｘｌＯ　Ｓ～、ｌ×１０－２ｓ～、１ｘｌＯ　Ｓ　ｗｉｔｌｌ　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．５　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ．ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ａ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｉｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ　ｒａｔｅ　ｈａｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ．Ｓｍａｌｌｅｒ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｔｅｎｄｅｄ　ｔｏ　ｏｃｃｕｒ　ｕｎｄｅｒ　ａ　ｂｉｇｇｅｒ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｉｎ，ａ　ｈｉｇｈｅｒ　ｓｔｒａｉｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ａ　ｌｏｗｅｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｅｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　３０４　ｓｔｅｅｌ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｈｅａｖｙ　ｆｏｒｇｉｎｇ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｅｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｓｔｅｎｉｔｉｅ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ，ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ，ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　

超低碳奥氏体不锈钢一ＡＳＭＥ　ＳＡ１８２一Ｆ３０４是　目前核电大锻件的主要材料之一，其中核电堆内构　

件均采用该类材料制造。核电大锻件在制造过程中　多火次加热、多工步变形的加工特点，将引起温度、　应力和变形分布的不均匀性。从而造成大型锻造中　

复杂的动态、静态再结晶。大型锻件静态再结晶组　织同动态再结晶组织一样，由于锻件在前几火次之　

间高温停留时间较长而使细化的再结晶组织无法　保留，而且为了获得最终均匀细化的组织结构，大　

锻件在锻造最后几道次往往在多数区域变形量不　大，很难再通过动态再结晶细化组织，所以通过静　态再结晶来细化晶粒便显得十分重要。　

收稿日期：２０１１－０３－０６　作者简介：张进学（１９８２一），男，硕士研究生。　基金项目：山西省自然科学基金项目（２００８０１２００８—２）。　尽管目前国内外对不锈钢热变形行为及微观　组织变化已有较多研究［１＿７］。但奥氏体不锈钢热成形　

工艺参数对其静态再结晶晶粒尺寸的影响规律研　究报道较为鲜见　ｏ－。本文采用Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００Ｄ热模　

拟试验机进行热压缩实验。就一定的不同变形速　率、不同变形温度下，３０４奥氏体不锈钢的静态再结　

晶热变形行为进行了研究和比较，并建立了静态再　

结晶晶粒尺寸模型，以期为合理制定锻造工艺及进　行大锻件的数值模拟分析提供理论依据。　

１实验方法　

实验材料选用太钢生产的３０４奥氏体不锈钢　初轧钢锭，原始晶粒尺寸为２５０。试样取样位置见图　

１所示。试样尺寸为　８　ｍｍ￣　ｔ０　ｍｍ，试验应变速　

率为ｌｘｌＯ　Ｓ～、ｌｘｌＯ－２ｓ～、ｌｘｌ０　Ｓ～，变形量为５０％，变　

・　１３　・

　铸造设备与工艺　２０１１年第２期　

形温度分别为９５０℃，１　０００　ｏＣ，１　０５０℃、１　１００℃、　

１　１５０℃和１　２００℃。试验时将试样以１０％／ｓ加热　

到１　２５０￣Ｃ，并保温２　ｍｉｎ。再以５￣Ｃ／ｓ的速度降到变　形温度．保温６０　Ｓ后连续压缩变形．变形后保温　

５ｍｉｎ１１０ｍｉｎ１１５ｍｉｎ１３０ｍｉｎ１６０ｒａｉｎ１１２０ｍｉｎ、２４０ｒａｉｎ　然后水激冷以保持高温时的再结晶组织。热压缩实　

验在Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００热模拟试验机上进行。实验用钢　

的化学成分如表１所示。　

图１试样位置分布示意图　

表１试样的化学成分（质量分数，％）　成分ｌ　Ｅ　ｌ　Ｃｒ　ｌ　Ｎｉ　ｌ　Ｎ　ｌ　Ｓｉ　ｌ　Ｍｎ　ｌ　Ｓ　ｌ　Ｐ　３０４钢ｆ　０．０３　ｆ　１８．０｝８．Ｉ｝０．０５　ｆ　０．４３｝０．９５　ｌ　０．０１２ｌ　０．０２８　

２再结晶细化规律　

图２为３０４不锈钢经上述实验方案所确定的　再结晶细化立体图。不同温度条件下动态再结晶临　界应变初始值与临界应变结束值将再结晶三维图　

分为三个区域，其中，ａ区为静态再结晶区域，在此　区域内，当材料高温滞留时会发生晶粒长大，同时　

该区域会随着温度的降低而扩大：ｂ区域为发生部　分动态再结晶区域，在塑性变形结束后，已发生动　

态再结晶的晶粒要进行无孕育期的亚动态再结晶．　没有发生动态再结晶的晶粒则要在一定的孕育期　

后发生静态再结晶；ｃ区为发生完全动态再结晶的　

区域，当变形结束后进行高温滞留时，所有晶粒全　部进行无孕育期的亚动态再结晶软化过程。由图２　

可知，随着变形量的增加，晶粒尺寸不断下降，然后　趋于稳定　

３工艺参数对３０４不锈钢静态再结晶晶粒尺寸的　影响　

３．１　温度对静态再结晶晶粒尺寸的影响　温度对静态再结晶晶粒尺寸的影响如图３所　

・１４－　１　１５０℃　

℃　

图２再结晶细化立体图及分布特征　

示，可知，变形温度越高完全再结晶后的晶粒尺寸　就越大，完成完全静态再结晶所需的时间越短。这　

是因为，一方面，材料变形温度越高，内部的位错密　

度越小，其形核率相对较弱；另一方面，高温条件相　对低温条件下的形变储存能较高，因而，发生静态　

再结晶的速率也较快，完成静态再结晶的时间相对　较短，且晶粒尺寸也较大。　

图３不同温度条件下晶粒尺寸随保温时间的变化　

分析图３中的曲线走势可以看出，３０４钢晶粒　

在各个温度下保温时均迅速长大，１　０７５℃晶粒尺　

寸在３０　ｍｉｎ之内从初始晶粒尺寸７４增长至１　１０（３　级），晶粒增长逐渐趋于稳定；１　１５０　ｃＩ＝晶粒尺寸在　

３０　ｍｉｎ之内增长至１３９：１　２００℃晶粒尺寸在３０　ｍｉｎ　之内迅速增长至４２０，之后的长大趋于稳定。分析得　出，在３０　ｒａｉｎ之内，平均晶粒尺寸会长大至该温度　

下极限晶粒尺寸的９０％以上，６０　ｍｉｎ之后，会长大　

至极限晶粒尺寸的９６％以上。可以看出，在保温的　初始阶段，晶粒长大迅速，随着时间的延长。晶粒长　

大逐渐趋于稳定。就增长速度而言．温度在１　０７５　ｏＥ　

之后的增长速度要明显高于１　０７５　ｏＥ之前。　

图４为３０４不锈钢在特征温度下晶粒完全长　大晶界金相照片。可知，

９５０℃时，晶粒尚处于均匀　２０１１年第２期　张进学，刘洁，张传滨，刘金明：核电用３０４不锈钢静态再结晶模型的建立　铸造设备与工艺　

细化阶段，１　０７５℃时已经出现明显的混晶，１　２００　ｏＣ　

时，混晶现象基本消除，粗大晶粒完全吞噬了细小　晶粒。可以得出，ｌ　０７５　ｏＣ为３０４钢的晶粒粗化温　

度。　

ａ）９５０℃均匀细晶　ｂ）１　０００℃部分长大　

ｃ）１　０７５℃明显混晶ｄ）１　２００　ｏＣ完全粗晶　

图４　３０４钢在特征温度下晶粒完全长大晶界金相照片　

综上得出．温度对３０４钢的晶粒长大过程影响　

非常显著。保温时间的影响相对较弱。这一特性对　

于大型锻件保留高温细化的再结晶组织非常不利。　３．２应变量对静态再结晶晶粒尺寸的影响　在变形温度为１　１００　ｏＣ，应变速率为０．１　ｓ　条　件下．做双道次不同应变量对静态再结晶的影响试　

验，第一道次变形量分别为３０％、５０％，第二道次均　为５％，间隔时间为１０　Ｓ、２０　ｓ、３０　Ｓ，利用截线法测　

出静态再结晶晶粒尺寸，结果如图５所示，可知，低　

应变条件相对于高应变条件的静态再结晶晶粒尺　寸平均要高２４左右．这是因为。在其他变形条件一　

定的条件下。变形程度越低，材料内部所累积的位　

错密度越低．再结晶形核率就低，相对于高应变条　件，静态再结晶平均晶粒尺寸也较大；另一方面，由　

于高应变条件下材料内部所累积的位错密度较高．　形核率较高。因而完成完全静态再结晶所需的时间　

就较长　

图５不同应变量下晶粒尺寸与保温时间的关系　３．３初始晶粒大小对静态再结晶晶粒尺寸的影响　图６所示，初始晶粒尺寸为２３（８级）时，长大　过程主要集中在初期的３０　ｍｉｎ内，之后晶粒长大趋　

势趋平缓，初始晶粒尺寸为７４（４．５级）时，在整个增　

长过程中，增长速度略显均匀。因为奥氏体晶粒长　大是通过晶界的迁移进行的。晶界推移的驱动力来　

自奥氏体的晶界能。奥氏体的初始晶粒越细，界面　积越大，晶界能量越高，驱动力越大，晶粒长大速度　

越快，最终将减少界面能，使系统能量降低，而趋于　

稳定。其次初始晶粒尺寸越小，最终稳定时的晶粒　尺寸也越小。　

图６初始晶粒尺寸完全再结晶晶粒尺寸的影响　

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低合金钢Q345E静态再结晶模型研究

Ｎｏ．１　Ｊａｎｕａｒｙ　２０１４　《大型铸锻件》　ＨＥＡＶＹ　ＣＡＳＴＩＮＧ　ＡＮＤ　Ｆ０ＲＧＩＮＧ　

低合金钢Ｑ３４５Ｅ静态再结晶模型研究　

李佳　张秀芝刘建生　（太原科技大学材料科学与工程学院，山西０３００２４）　

摘要：利用Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００Ｄ热模拟试验机对低合金高强度结构钢Ｑ３４５Ｅ进行高温双道次热压缩试验，研究　不同变形参数下Ｑ３４５Ｅ钢在变形奥氏体区的软化行为，分析各变形参数对该钢静态软化的影响。通过采用　０．２％应力补偿法计算得到静态再结晶百分数，确定了Ｑ３４５Ｅ钢的静态再结晶激活能，建立了静态再结晶动　力学方程和晶粒尺寸演变模型。　关键词：Ｑ３４５Ｅ钢；静态再结晶；动力学方程；晶粒尺寸模型　中图分类号：ＴＧ１１１．７　文献标志码：Ａ　

Ｓｔａｔｉｃ　Ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　Ｌｏｗ—ａｌｌｏｙ　Ｑ３４５　Ｅ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｌｉ　ｊｉａ，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉｕｚｈｉ，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｓｈｅｎｇ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｏｕｂｌｅ—ｐａｓｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｏｎ　Ｑ３４５Ｅ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｌｏｗ　ａｌｌｏｙ（ＨＳＬＡ）　ｓｔｅｅｌ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００Ｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ｏｆ　ｄｅｆｏｒｍｅｄ　ａｕｓｔｅｎｉｔｅ　ｏｆ　Ｑ３４５Ｅ　ｓｔｅｅｌ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｐ￣ａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｂｙ　ａｄｏｐ—　ｔｉｎｇ　０．２％ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｒｅｅｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｗａｓ　ｄｅｆｉｎｅｄ，ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　Ｑ３４５Ｅ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｅ・　ｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｑ３４５Ｅ　ｓｔｅｅｌ；ｓｔａｔｉｃ　ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｍｏｄｅｌ；ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｍｏｄｅｌ　

SUS304不锈钢高温力学性能的物理模拟

304 不锈钢高温力学性能的物理模拟

关小霞田建军杨健

指导教师：杨庆祥胡宏彦博士

燕山大学材料科学与工程学院

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机对 304 不锈钢的高温力学性能进行了物理模拟。对模拟结果中应力-应变曲线进行分析，并结合断口附近组织形貌的观察，得出结论：金属的极限应力随温度升高呈下降趋势；在δ-Fe向γ-Fe转变的某一温度，金属塑性急剧下降；对断口附近金相组织及SEM分析，推测晶界处可能存在着元素偏聚或析出相现象。

关键词：304不锈钢；力学性能；物理模拟

1. 前言：

双辊铸轧不锈钢薄带技术是目前冶金及材料领域的前沿技术之一[1]，是直接用钢水制成2-5mm厚薄带的工艺过程。该技术可以大大简化薄带钢的生产流程，降低生产成本，并形成低偏析、超细化的凝固组织，从而使带材具有良好的性能，被公认为钢铁工业的革命性技术[2、3]。但是，不锈钢经铸轧后，薄带表面会形成宏观的裂纹，从而降低不锈钢薄带的力学性能，影响其质量[4-6]。

国内外在双辊铸轧不锈钢薄带技术上已经开展了一些研究工作。文献[7]对比了铸轧铁素体和奥氏体不锈钢薄带；文献[8、9]对铸轧304不锈钢薄带过程中高温铁素体的溶解动力学进行了研究；文献[10]对不锈钢薄带铸轧过程中凝固热参数和组织进行了研究；文献[11-14]对不锈钢薄带铸轧过程中的流场和温度场进行了数值模拟；文献[15]对铸轧304不锈钢薄带的力学性能进行了研究。文献[16]对304不锈钢在加热过程中的高温铁素体形核与长大和夹杂物在固－液界面的聚集进行了原位观察；文献[17]对薄带铸轧溶池液面进行了物理模拟；文献[18]对铸轧不锈钢薄带过程的凝固组织、流场、温度场及热应力场进行了数值模拟。但是，缺少对铸轧不锈钢薄带表面与内部裂纹的生成机理、演变规律以及预防措施方面的研究。

在高温性能物理模拟方面，国内外也有不少研究。文献 [19]应用THERMECMASTOR-Z热加工模拟机对奥氏体不锈钢的高温热变形进行了模拟试验；文献[20]利用Gleeble-1500试验机对铸态奥氏体不锈钢在1000-1200℃温度区间进行了热压缩试验；文献[21]从位错理论角度出发，对高钼不锈钢热加工特征与综合流变应力模型进行了研究。但是，对铸轧不锈钢薄带高温力学性能的物理模拟方面的研究却极少。

304不锈钢切削加工温度分布建模与分析

杨鸿志;王学林;胡于进

【期刊名称】《机械设计与制造》

【年(卷),期】2014(000)009

【摘要】为了研究304不锈钢在切削加工中的温度分布情况,根据非等分剪切区模型和Waldorf的刀具磨损力模型,分别计算了主剪切面上的剪切力和刀具后刀面磨损带作用下的切削力,通过热源法建立了直角切削中工件加工表面及次表面的温度分布解析模型,预测出了304不锈钢工件在不同切削条件下加工表面和次表面的温度分布情况,预测的结果与有限元软件仿真结果基本一致.建立的模型仅需要输入工件材料属性参数和切削条件就能预测出工件加工表面及次表面的温度分布.

【总页数】5页(P90-94)

【作者】杨鸿志;王学林;胡于进

【作者单位】华中科技大学机械科学与工程学院,湖北武汉430074;华中科技大学机械科学与工程学院,湖北武汉430074;华中科技大学机械科学与工程学院,湖北武汉430074

【正文语种】中文

【中图分类】TH16;TG501

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1.AISI304不锈钢车削加工切削速度对加工性能影响的实验研究 [J], 神会存;肖顺根;赖联锋 2.AISI 304不锈钢车削加工切削速度对加工性能影响的实验研究 [J], 神会存;肖顺根;赖联锋;

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4.切削角度对切削齿温度分布的影响分析 [J], 张在兴;周琴;张凯;李龙;李耀

5.岩石切削深度对切削齿温度分布的影响分析 [J], 张在兴;周琴;张凯;郑国敬;张涛

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脉冲电流对GH4049合金静态再结晶行为的影响

高博;王磊;刘杨;贺玉伟;莫桐

【期刊名称】《材料科学与工艺》

【年(卷),期】2014(000)005

【摘要】为解决高温合金的难变形问题，研究了高密度脉冲电流对GH4049合金静态再结晶行为的影响规律，分析了再结晶起始温度、再结晶激活能随脉冲电流频率变化的规律及机制，讨论了时效过程中粗化γ′相对合金再结晶行为的影响。研究表明：与常规温度场相比，脉冲电流作用下GH4049合金的静态再结晶起始温度明显降低，且降低幅度随脉冲电流频率、电流密度增加而增大；粗化的γ′相对合金的静态再结晶有促进作用，这对于解决难变形镍基高温合金热加工变形温度区间窄的问题具有积极意义。

【总页数】5页(P1-5)

【作者】高博;王磊;刘杨;贺玉伟;莫桐

【作者单位】东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳110819

【正文语种】中文

【中图分类】GT111.7 【相关文献】

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针对316LN 不锈钢动态再结晶模型的DEFORM 二次开发

鲍梅玲;刘建生;段兴旺

【摘要】According to the known dynamic recrystallization model of 316LN

stainless steel, the secondary devel-opment about the microstructure part

of the DEFORM numerical simulation software has been made , which can

predict the volume fraction and the average grain size of dynamic

recrystallization microstructure of 316LN steel in the thermo-plastic

deformation process .Moreover, the coupling analysis functionality of the

finite element deformation-heat trans-fer-microstructure evolution in the

thermoplastic deformation process has been enhanced .Finally the

simulation results matches the experimental results very well , which

illustrates the second development is successful .And the results lay the

theoretical foundation for the optimization and control of the forging

核电用TP304不锈钢方管成型方法研究

核电用ＴＰ３０４不锈钢方管成型方法研究　

王伯文１，康喜唐　，陈洪琪２，张丙静　，拓雷锋１　（１．山西太钢不锈钢钢管有限公司，山西太原０３０００３；２．天津钢管集团股份有限公司，天津３００３０１）　

摘要：通过变形力计算、有限元模拟分析、工艺试验等方法，对一种应用在ＡＰＩＯ００核反应堆上的ＴＰ３０４　不锈钢方管的成型方法进行了研究，开发出一种热挤压荒管在定径定壁后，经第１道次空拔、第２道次衬拉，最　终制成方管的成型工艺，并确定了各项工艺参数。研究表明：采用固定模拉拔法生产核电用ＴＰ３０４不锈钢方管是　可行的，且成品材质性能均匀一致，尺寸精度高。　关键词：ＡＰ１０００反应堆；不锈钢；方管；ＴＰ３０４；固定模拉拔；模具设计；成型工艺　中图分类号：ＴＧ３０６；ＴＧ１４２．７１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００１－２３１１（２０１３）０２—００２７—０５　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ＴＰ３０４　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｐｉｐｅ　ｆｏｒ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　

ＷＡＮＧ　Ｂｏｗｅｎ　，ＫＡＮＧ　Ｘｉｔａｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｈｏｎｇｑｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｂｉｎｇｊｉｎｇ　，ＴＵＯ　Ｌｅｉ￣ｎｇ　（１．Ｓｈａｎｘｉ　Ｔａｉｇａｎｇ　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｉｐｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｐｉｐｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３０１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＴＰ３０４　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｑｕａｒｅ　ｐｉｐｅ　ａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＡＰ１０００　ｎｕｃｌｅａｒ　ｒｅ—　ａｃｔｏｒ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｓｕｃｈ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｓ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒｃｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ，ｅｔｃ．Ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ，ａ　ｎｅｗ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｉｄ　ｐｉｐｅ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ　ａｒｅ：ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｐａｓｓ，ｔｈｅ　ｈｏｔ—ｅｘｔｒｕｄｅｄ　ｂｌａｎｋ　ｐｉｐｅ　ａｓ　ｓｉｚｅｄ　ｉｓ　ｓｉｎｋ　ｄｒａｗｎ，ａｎｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｐａｓｓ，ｔｈｅ　ｐｉｐｅ　ｉｓ　ｄａｗｎ　ｗｉｔｈ　ａ　ｍａｎｄｒｅｌ，ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｉｔ　ｉｓ　ｔｕｒｎｅｄ　ｉｎｔｏ　ａ　ｓｑｕａｒｅ　ｐｉｐｅ　ａｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｌｌ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｏ　ｅｍｐｌｏｙ　ｔｈｅ　ｆｉｘｅｄ－ｄｉｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ＴＰ３０４　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｑｕａｒｅ　ｐｉｐｅ　ｆｏｒ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｓｅｒｖｉｃｅ，ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｓ　ｉｎ　ｐｏｓｓｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｐｒｏｐ。　ｅｒｔｙ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ａｃｃｕｒａｃｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＡＰＩＯ００　ｒｅａｃｔｏｒ；ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ；ｓｑｕａｒｅ　ｐｉｐｅ；ＴＰ３０４；ｆｉｘｅｄ－ｄｉｅ　ｄｒａｗｉｎｇ；ｄｉｅ　ｄｅｓｉｇｎ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

304不锈钢热变形过程奥氏体动态再结晶及流变应力研究

２００８年１０月　第３７卷第５期（总第２１２期）　云南冶金　ＹＵＮＮＡ　ＭＥＴＡＩ　Ｉ　ＵＲＣＹ　０ｃｔ　２ｏ０８　Ｖｏｌ　３７．Ｎｏ．５（Ｓｕｍ　２１２）　

３０４不锈钢热变形过程奥氏体动态　

再结晶及流变应力研究　

熊家强　，谢　刚　，唐广波　

（Ｉ．昆明理Ｔ　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：　８００～Ｉ　２００Ｘ：温度范同和０．５～１０ｓ。。应变速率条件‘ＦＸ，ｆ　３０４不锈钢进行　．道次热　缩实验，结合　

显做组织分析，研究＿ｒ　３０４不锈钢的热变形过程Ｉ｝】奥氏体动态冉结品规律及流变应力　确定　该材料的动态再结　品参数、热变形　『『程。根批变形条件和流变应力曲线形式将热变肜过程流变应力｝ｆ｝１线分成３种类型，分别同归得　

至Ｉ】了它ｆ门的丧达式　

关键词：３０４不锈铡；热变形；动态再结品；流变心力　

中图分类号：＿ｒ（　Ｉ　１３．２５　文献标识码：＿，、　文章编号：　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ　ａｎｄ　Ｆｌｏｗ　Ｓｔｒｅｓｓ　

ｄｕｒｉｎｇ　Ｈｏｔ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　３０４　Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　Ｓｔｅｅｌ　

ＸＩＯＮＧ　Ｊｉａ—ｑｉａｎｇ　一，ＸＩＥ　Ｇａｎｇ　．ＴＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ—ｂｏ　

（１．Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｔ、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　

Ｋｕｎｍｉｎｇ，　ｆｕｎｎａｎ　６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｆｏｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１　０００８　１，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ—ｐａｔｈ　ｈｏｌ｛　Ｏｌｌ／ｐｒｅｓＳｌ‘１ｎ　ｌｅｓｔ　ｆｏｒ　３０４　ｓｔａｉｎ１ｅｓｓ　ｓｒｅｅｌ　ｗａｓ（　ａｒｒｉｅ（ｔ（ｍｔ　ａｔ　８００～１　２００３２　ａｎ【ｌ　ｓｌｒａｉｎ　ｒａｌｅ　ｏｆ　０５～　ＩＯｓ　Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ　ｄ＇，ｎａｍｉ（　ｒＰ（　ｓｔａｌｌｉｚｉｎｇ　ｒｏｌｅｓ　ａｎｄ　ｆｌｏ；￣ｓｔｔｅｓｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｈｏｔ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｌｆ　３０４　ｓｔａｉｎ１ｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｈａｖｅ　ｈｅｅｎ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔＰｄ　ｂｖ　ＩｎｅａｌｌＳ　ｏｆ　ｎｉｌ（’ｒｏｓｔｎｌｅｈｌｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ．　Ｃｏｎｓ￣，ｑｕｅｎｌｌｙ　ｄｙｎａｍｉ｛　ｒｅｅ１）ｓｔａｌｌｉｚａｔｉ￣ｍ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｈｏｔ　ｄｅｆｏｒｍａｌｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　０ｆ　ｔｈｉｓ　ｎ１ａｔｅｒｉａｌ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅ卜　ｍｉｎｅｄ　Ａ‘　（￣ｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｈ　ｃｌｉｌ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｌＩＳ　ａｎｄ　ｔｈ　ｅ　『、ｐｅｓ（１ｊ　ｎ０ｎ　ｓｔｒｅｓｓ（：ｔｉｔ　ｖｅｓ，ｌｈｅ　ｆｌｔｌｗ　ｓｔｒ　ｓｓ　ｃｕｒｖｅｓ　０ｆ　ｈｏｔ（ｉｅｆｏ　ｒ『ｌ１ａｔｌｆｍ　ｍ＿（）【　ｅｓｓ　ｗｅ１℃　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ＩＩｎｔ　【、Ｉ）ｅＳ，ａｎｄ　ｌｌ１　ｃ】ｌｒ　ｅｘｐｔｅｓｓｉｏｎｓ　ｈｍ　ｂｅｅｎ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ｄａｄａ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｒｅｓｐｅ（　ｔｉ、　ｅ１ｖ　

核电用304不锈钢静态再结晶模型的建立

２０１１年第２期　２０１１年　４月　铸造设备与工艺　ＦＯＵＮＤＲＹ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　

・计算机应用・　

核电用３０４不锈钢静态再结晶模型的建立　

张进学　，刘洁　，一，张传滨　，刘金明　

（１．太原科技大学，材料科学与工程学院，山西太原０３００２４；　２．西安交通大学，材料科学与工程学院，陕西西安７１００４９）　

ｏｆ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｏｗｅｒ　３０４　ｓｔａｉｎｌｅＳＳ　ｓｔｅｅｌ　

304奥氏体不锈钢晶界贫Cr的数值模拟

温永彬;巩建鸣;唐建群;刘浩

【摘要】应用基于铬扩散的半经验-半理论公式模型模拟304不锈钢的晶界贫Cr现象.运用该模型不但可以预测不同的热处理温度和时间下304不锈钢热处理过程中晶界上最小Cr的质量分数,而且还可以分析晶界附近Cr的质量分数分布,由模拟结果可进一步得到更宽范围内的温度-时间-质量分数图(TTC).模拟结果表明:贫Cr区的宽度随敏化时间和温度的增加逐渐变宽;表征材料晶间(应力)腐蚀敏感性的TTC图与参考文献的模拟与实验结果基本一致.

【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2014(036)006

【总页数】5页(P78-82)

【关键词】不锈钢;热处理;晶界贫Cr;数值分析

【作者】温永彬;巩建鸣;唐建群;刘浩

【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800

【正文语种】中文

【中图分类】TG156.1

不锈钢晶界上Cr的质量分数对研究其晶间(应力)腐蚀问题具有重要的意义,同时对研究其晶间腐蚀敏感性也起着重要的作用[1-2]。对奥氏体碳钢而言,Cr和C是合金材料中决定材料性能的重要合金元素。如果富Cr碳化物,如M23C6、M7C3等,在材料晶界上产生沉淀,那么这2种元素的共同存在起了决定性的作用。304奥氏体不锈钢发生晶间(应力)腐蚀的根本原因在于敏化现象的出现。不锈钢在一定的温度区间(500～900 ℃)内保温加热,其晶界上极易析出富铬碳化物,造成晶界及其边缘附近的Cr的质量分数降低,这些区域最终成为贫Cr区。在一定的腐蚀环境下,贫Cr区比其他区域较容易被腐蚀,导致晶间腐蚀(IGC)或者晶间应力腐蚀开裂(IGSCC)[3-5]。造成IGC和IGSCC的原因主要有2个:一个是晶界碳化物的沉淀;另一个是晶界贫Cr的过程中富铬碳化物的成核与长大[6-10]。William等[9]根据晶间贫Cr的理论分析,运用两步生长模型研究了Ni基合金的Cr扩散现象。You等[5]运用半经验数据结合实验数据的方法分别研究了690合金与600合金的晶界贫Cr现象,并进一步分析了它们的晶间腐蚀敏感性。Trillo等[10]研究了304不锈钢中碳的组分对碳化物沉淀和应力腐蚀的影响。笔者参考William等[9]和Trillo等[10]的研究成果,结合两步生长模型,对304奥氏体不锈钢的晶间贫Cr问题进行了数值模拟,最终得出晶界上最小的Cr的质量分数,并绘制了等质量分数下的温度-时间-质量分数(TTC)关系图。模拟结果对研究304不锈钢的贫Cr问题具有重要的意义,也对研究其晶间(应力)腐蚀问题提供了参考,同时对研究304奥氏体不锈钢的实际应用问题具有重要的指导意义。

SPCC钢塑性变形中动态再结晶的数学模型与模拟分析

陈林;韩彩霞;金自力;任慧平;王文君

【摘要】利用热模拟设备Gleeble - 1500D,对SPCC钢在不同变形量下的真应力-应变曲线进行了测定,并结合微观组织观察,确定了SPCC钢动态再结晶的数学模型,研究并分析了变形参数对动态再结晶晶粒的影响.通过DE-FORM有限元软件对SPCC钢的热压缩过程进行模拟计算.分析了不同变形条件对晶粒尺寸的影响.模拟计算结果很好地与实验结果相吻合,为进一步研究这种钢的动态再结晶提供了一定的参考依据.

【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》

【年(卷),期】2012(031)001

【总页数】6页(P56-61)

【关键词】SPCC钢;动态再结晶;数学模型;有限元仿真

【作者】陈林;韩彩霞;金自力;任慧平;王文君

【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头 014010;包头钢铁(集团)公司设计院,内蒙古包头 014010

【正文语种】中文

【中图分类】TG111.7 钢的塑性变形一般在其奥氏体区进行，由于加工温度高，变形时奥氏体组织将发生动态回复和动态再结晶，并伴随着组织结构的变化.这些现象的发生和发展将直接影响工件的内部质量，极大地影响材料的力学和工艺性能，因此，模拟材料热加工过程中动态软化及组织变化规律是对材料热加工组织性能进行模拟、优化加工工艺所必需的重要环节.为了真实地反映变形过程与微观组织演变过程之间的交互作用，通过有限元软件对微观组织进行模拟是很有必要的，这对正确理解成型工艺与工件内部质量之间的关系具有重要意义.

本文分别通过实验和模拟的方法对SPCC钢的动态再结晶过程的真应力-应变进行了系统的测定和研究，分析了各种变形参数对组织晶粒的影响，为进一步研究此种钢的动态再结晶行为提供了一定的依据.

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