收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟

王丽君  
【摘要】:随着控冷控轧技术与合金化的综合应用,性能更加优越的各种新型钢种不断得到开发和应用。其中,奥氏体区再结晶轧制发挥了重要作用。为了确定最佳的热轧工艺参数以实现合理的再结晶控轧,深入研究钢的热变形期间动态再结晶行为十分必要,特别是采用计算机模拟方法进行的动态再结晶研究更具有重要的理论和实际意义。 由于形成机制复杂、影响因素众多、过程较快、组织变化模型难以构建等,桥梁钢动态再结晶模拟的研究相对较晚,且基于物理或实验模拟的有限元-宏观组织模拟与有限元—介观组织模拟相结合的双尺度动态再结晶模拟的相关研究更是鲜见。为此,本文以新型桥梁钢特别是HPS485wf钢为研究对象,在结合了热模拟实验、定量金相分析技术、有限元分析技术和动态再结晶组织模拟技术的基础上,以MARC软件作为数值模拟的支撑平台、基于唯象模型或MC模型所开发的应用程序作为动态再结晶组织模拟的工具,对该钢单道次热压缩变形过程中动态再结晶行为进行了物理模拟—有限元模拟—双尺度组织模拟(宏观与介观)的全面研究。 首先,对HPS485wf和Q420qE两种典型的桥梁钢进行了系统的热模拟等温压缩实验,揭示了变形参数对它们的热变形力学行为和动态再结晶组织演变的影响规律及其形成机理,获得了发生动态再结晶的特征参数值,为后序的唯象模型和MC模型的建立、检验以及它们的宏观和介观组织模拟奠定了实验基础。 其次,根据变形条件对形变和动态再结晶行为存在影响进行的热模拟实验研究,建立了能够描述HPS485wf钢流变行为的通用本构关系模型和简化本构关系模型。基于Najafizadeh和Jonas提出的简化0-σ模型以及Cingara和McQueen提出的流变应力模型,得到了该钢热压缩变形动态再结晶临界参数模型以及对应的动态再结晶唯象模型,使得后续有限元—动态再结晶唯象模型的宏观组织模拟得以进行。 随后,采用热/力耦合刚塑性有限元—动态再结晶唯象模型,以通用的大型商业分析软件MSC. MARC与二次开发的子程序为软件支撑,成功模拟了HPS485wf(?)冈在不同热压缩变形条件下其内部的等效应变、动态再结晶状态的演化过程,验证了所建临界参数模型、动态再结晶唯象模型的合理性;研究了变形条件对其力学行为、组织演化及其动态再结晶行为的影响,全面揭示了该钢内部的宏观动态再结晶规律,为有限元—介观动态再结晶组织模拟的研究提供了对比素材。 然后,基于MC法建立了包括能量模型、形核模型、实时转换模型等的介观动态再结晶模型,成功模拟了不同热压缩条件下HPS485wf(?)冈的微观组织、动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸演变的介观尺度特征,实现了多轮次动态再结晶共存现象的介观模拟,揭示了该钢内部介观组织动态再结晶规律,为有限元—介观动态再结晶组织模拟提供了有效模型。 最后,采用热/力耦合有限元—动态再结晶MC模型,完成了选定变形条件下HPS485wf钢内部微区的动态再结晶行为的介观组织模拟,并与相应的热/力耦合有限元—动态再结晶唯象模型的宏观组织模拟进行了对比,证实了两种尺度模拟结果的相互关联,实现了该钢动态再结晶宏观—介观的双尺度模拟。 综上所述,本文实现了热压缩变形的HPS485wf钢动态再结晶的双尺度模拟;创建了该钢的本构关系模型、临界参数模型、动态再结晶唯象模型、动态再结晶MC模型,开发了相关应用程序,成功地模拟了它的多轮次共存动态再结晶现象;完成了该钢热压缩变形的物理模拟—有限元数值模拟—动态再结晶组织模拟的系统研究,从宏观和介观层次上全面揭示了变形条件对其形变和动态再结晶行为的影响规律及其物理本质,实现了它的动态再结晶行为及其组织演变的全面仿真和预报。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 甘卫平;王义仁;陈铁平;杨伏良;刘泓;;6013铝合金热变形行为研究[J];材料导报;2006年05期
2 李银华;刘平;贾淑果;张毅;田保红;任凤章;;CuNiSiAg合金热变形行为研究[J];铸造技术;2008年06期
3 李建平;王波伟;乔军伟;杨忠;王建立;;均匀化对Mg-9Gd-3Y镁合金热压缩变形的影响[J];西安工业大学学报;2009年06期
4 赵娟妮;冯再新;;变形程度对铸态AZ31镁合金动态再结晶的影响[J];热加工工艺;2010年16期
5 张毅;刘平;田保红;陈小红;贾淑果;任凤章;龙永强;;Cu-Ni-Si-P合金动态再结晶研究及组织转变[J];功能材料;2008年03期
6 刘平;张毅;范莉;田保红;;Cu-Ni-Si-Cr合金动态再结晶及组织演变[J];稀有金属材料与工程;2009年S1期
7 刘建涛,陈焕铭,胡本芙,刘国权,张义文;某新型粉末高温合金的高温变形与动态再结晶[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
8 周晓锋;;钒对20MnSi钢的热变形再结晶的影响[J];塑性工程学报;2007年01期
9 张云祥;余弛斌;杭乃勤;赵嘉蓉;;82B高碳钢热变形行为研究[J];武汉科技大学学报;2010年05期
10 张毅;刘平;田保红;陈小红;贾淑果;;Cu-Ni-Si-Ag合金动态再结晶及组织演变[J];材料热处理学报;2008年03期
11 蒙春标;张辉;吴文祥;李落星;;3104铝合金高温热压缩变形流变行为研究[J];热加工工艺;2008年12期
12 张毅;刘平;田保红;陈小红;贾淑果;任凤章;龙永强;;Cu-Ni-Si-P合金的动态再结晶[J];中国有色金属学报;2008年07期
13 李银华;刘平;贾淑果;张毅;田保红;任凤章;;CuNiSiP合金的动态再结晶行为[J];机械工程材料;2008年11期
14 覃银江;潘清林;何运斌;李文斌;刘晓艳;范曦;;ZK60镁合金热压缩变形流变应力行为与预测[J];金属学报;2009年07期
15 孙影;张麦仓;董建新;杨忠民;;Q235钢的热变形特性[J];钢铁研究学报;2006年05期
16 肖凯;陈拂晓;;铸态铅黄铜动态再结晶模型的建立[J];塑性工程学报;2008年03期
17 党淼;齐广霞;史丽坤;;TA11钛合金高温变形微观组织演变分析[J];热加工工艺;2010年04期
18 张春玲;孙睿璇;蔡大勇;廖波;;Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶[J];特殊钢;2010年04期
19 陈永禄;傅高升;陈文哲;王火生;王沁峰;;经不同熔体处理的易拉罐用铝材的热压缩变形组织[J];中国有色金属学报;2006年01期
20 邹天来;肖宝亮;董毅;许云波;刘振宇;王国栋;;高Nb微合金钢动态再结晶行为研究[J];钢铁研究;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘伟;廖书全;张剑锋;涂益友;蒋建清;;钒微合金化对高碳钢动态再结晶行为影响[A];2009热轧钢材组织性能预报研究与应用学术研讨会文集[C];2009年
2 王文君;刘宇雁;陈林;金自力;任慧平;;SPCC钢塑性变成形中动态再结晶的数学模型与仿真分析[A];2009热轧钢材组织性能预报研究与应用学术研讨会文集[C];2009年
3 刘攀;魏元生;惠卫军;杨红新;刘荣佩;雍岐龙;包耀宗;;研究非调质钢38MnVS锻造过程中奥氏体再结晶现象[A];2011年全国高品质特殊钢生产技术研讨会文集[C];2011年
4 张鹏;秦鹤勇;谢静;熊运森;;GH4698动态再结晶行为研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
5 包喜荣;陈林;刘宇雁;郭亚鹏;;U71Mn、RE-Ⅱ重轨钢动态再结晶数学模型[A];2009热轧钢材组织性能预报研究与应用学术研讨会文集[C];2009年
6 陈晓霞;唐伟能;陈荣石;;固溶态Mg-3Gd-1Zn合金热压缩过程中的动态再结晶[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
7 何燕;张立文;牛静;;利用元胞自动机方法模拟多晶金属材料的动态再结晶过程[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
8 周清;张方哲;李绍利;;粗晶Ti-15-3的两段超塑性[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
9 朱松鹤;戴兵;张恒华;张梅;;F40级船板钢动态再结晶及流变应力研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
10 曲杰;金泉林;;伴随动态再结晶的黏塑性本构关系的材料参数识别[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年
2 禹宝军;二相粒子材料动态再结晶行为的元胞自动机模型及其模拟研究[D];山东大学;2012年
3 欧阳德来;TB6和TA15钛合金β锻组织演变及动态再结晶行为研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 胡丽娟;AZ31镁合金板材温热变形行为的数值分析与试验研究[D];上海交通大学;2010年
5 陈飞;热锻非连续变形过程微观组织演变的元胞自动机模拟[D];上海交通大学;2012年
6 张毅;微合金化高性能Cu-Ni-Si系引线框架材料的研究[D];西安理工大学;2009年
7 张真;AZ31B镁合金塑性变形行为的相关基础研究[D];中南大学;2011年
8 陈昊;聚能金属射流形成及侵彻过程中的动态变形研究[D];南京理工大学;2012年
9 胡红军;变形镁合金挤压-剪切复合制备新技术研究[D];重庆大学;2010年
10 韩宝军;奥氏体动态再结晶晶粒超细化及其马氏体相变研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付雪松;AZ31轧制变形与AZ31/Al热轧复合工艺研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵健;桥梁钢热压缩过程中动态再结晶的实验研究与有限元模拟[D];山东大学;2010年
3 吴懿萍;Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金热变形行为研究[D];中南大学;2011年
4 韩振强;基于Monte Carlo方法的金属动态再结晶组织模拟[D];山东大学;2007年
5 邹菲菲;09CuPTiRE钢动态再结晶的有限元数值模拟[D];山东大学;2007年
6 赵婉伊;AZ80合金热塑性成形微观组织演化及仿真研究[D];重庆大学;2010年
7 于翔;AZ61B镁合金热加工成形的数值模拟及组织预报[D];重庆大学;2004年
8 彭天成;AZ31镁合金锻造变形行为的研究及数值模拟[D];重庆大学;2009年
9 吴超;TA15钛合金β锻动态再结晶行为及其预测模型研究[D];南昌航空大学;2009年
10 骆刚;42CrMo热塑性流变及动态再结晶行为研究[D];重庆大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;通过动态再结晶细化铸态奥氏体晶粒[N];世界金属导报;2004年
2 刘李斌 刘雅政 何建中 李扬 常大勇;CSP工艺生产X60管线钢轧制过程中的动态再结晶特性[N];世界金属导报;2005年
3 朱革媚 译;CSP集成技术的最新进展[N];中国冶金报;2006年
4 刘朝霞;钢铁材料中形变诱导铁素体相变研究最新进展[N];世界金属导报;2005年
5 缪成亮 尚成嘉 张国栋;高铌管线钢平板和卷板轧制中的再结晶和应变积累行为[N];世界金属导报;2011年
6 陶少清;以先进的显微组织控制技术生产汽车板[N];世界金属导报;2003年
7 廖建国;日本开发出铁素体系不锈钢显微组织预测技术[N];世界金属导报;2005年
8 国;日本晶粒超细化研究现状及未来发展①[N];世界金属导报;2004年
9 陈国安 杨王玥 郭守真 孙祖庆;低碳微量铌钢形变强化相变的组织演变[N];世界金属导报;2004年
10 郭廷杰;超微细晶粒钢微金属化法现状和展望[N];世界金属导报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978