TP347不銹鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、本文通過(guò)熱模擬試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬的方法研究了超超臨界機(jī)組用TP347奧氏體不銹鋼的熱變形行為。文中考察了變形條件對(duì)合金高溫變形過(guò)程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的影響規(guī)律,建立了適用于TP347不銹鋼熱變形過(guò)程的流變應(yīng)力模型?；谟邢拊Ｐ头治鰺釅嚎s宏觀變形行為及組織場(chǎng)演變。建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶元胞自動(dòng)機(jī)模型,模型中考慮了臨界位錯(cuò)密度、形核率、晶粒長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力及位錯(cuò)密度增值速率等多方面影響因素,利用元胞自動(dòng)機(jī)模擬結(jié)果分析 TP347不銹鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及

2、微觀組織演變特征,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。主要研究成果如下。
　　1.在Gleeble-3500熱模擬機(jī)上進(jìn)行等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)變形溫度較高或應(yīng)變速率較低時(shí),流變應(yīng)力曲線峰值應(yīng)力值較小。應(yīng)力與應(yīng)變速率及溫度之間的關(guān)系采用雙曲正弦函數(shù)Z =A[sinh(ασ)]n=εexp(Q/RT)表示,其中平均激活能Q=248.38KJ/Mol。
　　2.在熱模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了動(dòng)態(tài)回復(fù)-動(dòng)態(tài)再結(jié)晶流變應(yīng)力分段模型。將高溫變形過(guò)程的軟

3、化行為按機(jī)制分為動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶兩階段。利用加工硬化-動(dòng)態(tài)回復(fù)位錯(cuò)密度演變模型及Avrami方程描述加工硬化、動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶對(duì)高溫流變應(yīng)力的影響。預(yù)測(cè)模型與試驗(yàn)值吻合良好;
　　3.分析動(dòng)態(tài)再結(jié)晶微觀組織演變過(guò)程,建立組織演變模型,穩(wěn)態(tài)階段再結(jié)晶晶粒尺寸隨Z值的上升而下降。
　　4.建立了TP347不銹鋼熱壓縮過(guò)程有限元模型。采用DEFORM-3D有限元軟件模擬宏觀變形行為及平均晶粒尺寸演變模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良

4、好,通過(guò)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著變形溫度的升高,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)上升;
　　5.建立了適用于TP347奧氏體不銹鋼在不同變形條件下的元胞自動(dòng)機(jī)模型。其中熱變形過(guò)程流變應(yīng)力曲線、微觀尺寸演變模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;
　　6.將TP347流變應(yīng)力及微觀組織模擬結(jié)果與304不銹鋼試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)TP347不銹鋼相同變形條件下穩(wěn)態(tài)應(yīng)力高于304不銹鋼,且達(dá)到穩(wěn)態(tài)應(yīng)力所需的應(yīng)變量較大,穩(wěn)態(tài)階段平均晶粒尺寸更為細(xì)小。造成此差異的主要原因是