本文關(guān)鍵詞：AerMet100超高強(qiáng)度鋼高溫變形行為研究

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【摘要】：Aer Met100超高強(qiáng)度鋼因其良好的綜合性能被主要用于飛機(jī)關(guān)鍵受力件的制造。由于飛機(jī)零部件對其抗拉強(qiáng)度、斷裂韌性、抗疲勞斷裂能力等綜合性能具有嚴(yán)格要求,而鍛件的晶粒度對上述性能有決定性影響,因此控制鍛件成形過程中的晶粒演化非常重要。為了預(yù)測Aer Met100鋼鍛造過程中的晶粒演化,控制金屬的塑性變形性能,必須研究該鋼的“高溫流變行為”。熱變形過程中,Aer Met100超高強(qiáng)度鋼的流變應(yīng)力與變形條件以及微觀組織變化之間的關(guān)系可通過本構(gòu)模型來反映。此外,本構(gòu)模型的精確程度決定了材料塑性成形模擬技術(shù)的有效性和準(zhǔn)確性,因此建立精確的材料本構(gòu)模型對優(yōu)化成形工藝參數(shù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。本文通過Aer Met100鋼的熱壓縮變形實(shí)驗(yàn)對其熱變形行為及微觀組織演化進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上建立了該鋼包含動態(tài)再結(jié)晶的本構(gòu)模型。本文獲得的研究成果如下:(1)對Aer Met100鋼熱變形行為的分析表明,隨著變形溫度T的升高和應(yīng)變速率??的降低,流變應(yīng)力明顯降低;T950℃且??0.1s-1時,真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)明顯的應(yīng)力峰值。結(jié)合Aer Met100鋼的顯微組織分析可知,動態(tài)再結(jié)晶程度以及再結(jié)晶晶粒尺寸均隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而增大;變形溫度在1000~1050℃范圍內(nèi)、應(yīng)變速率高于0.01s-1時有助于獲得完整細(xì)小的動態(tài)再結(jié)晶組織。(2)基于流變應(yīng)力建立Aer Met100鋼的熱加工圖,得到該鋼的失穩(wěn)區(qū):變形溫度為900~1000℃、應(yīng)變速率為1~10s-1以及變形溫度為1100~1200℃,應(yīng)變速率為1~10s-1。通過分析功率耗散圖并結(jié)合變形參數(shù)對微觀組織的影響,確定Aer Met100鋼的熱變形條件為:變形溫度為1000~1050℃,應(yīng)變速率為0.01~0.1s-1。(3)本文利用Arrhenius方程建立了能夠描述Aer Met100鋼流變形行為中特征應(yīng)力值的本構(gòu)方程。為描述該鋼熱變形過程中的所有流變行為,建立了包含動態(tài)再結(jié)晶的本構(gòu)模型,并將其與考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)模型進(jìn)行了比較,對比分析了兩者的精確度。分析表明考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)模型在開始變形時的預(yù)測應(yīng)力偏差較大,而包含動態(tài)再結(jié)晶的本構(gòu)模型在應(yīng)力迅速上升時的預(yù)測值容易產(chǎn)生偏差,但整體而言,包含動態(tài)再結(jié)晶的本構(gòu)模型比考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)模型更精確。
【關(guān)鍵詞】：Aer Met100鋼 熱變形 動態(tài)再結(jié)晶 組織演變 本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 Aer Met100超高強(qiáng)度鋼概述12-13
• 1.2.1 超高強(qiáng)度鋼12
• 1.2.2 Aer Met100超高強(qiáng)度鋼發(fā)展12-13
• 1.3 材料熱變形過程本構(gòu)模型13-17
• 1.3.1 熱變形過程組織演變14
• 1.3.2 熱變形過程中材料本構(gòu)模型的發(fā)展14-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 第2章 Aer Met100高溫變形流變應(yīng)力研究18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 試驗(yàn)材料及方案18-19
• 2.2.1 試驗(yàn)材料18
• 2.2.2 試驗(yàn)方案18-19
• 2.3 熱變形條件下的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線19-23
• 2.3.1 變形溫度對Aer Met100鋼流變應(yīng)力的影響19-20
• 2.3.2 應(yīng)變速率對 Aer Met100 鋼流變應(yīng)力的影響20-23
• 2.4 Aer Met100鋼熱變形特征值本構(gòu)方程23-34
• 2.4.1 確定熱變形特征應(yīng)力值24-27
• 2.4.2 參數(shù)確定27-33
• 2.4.3 熱變形特征應(yīng)力值本構(gòu)方程33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 Aer Met100鋼熱變形過程中組織演變35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 Aer Met100超高強(qiáng)度鋼的原始組織35-36
• 3.3 熱變形參數(shù)對微觀組織的影響36-41
• 3.3.1 變形溫度對微觀組織的影響36-39
• 3.3.2 應(yīng)變速率對微觀組織的影響39-41
• 3.4 熱加工圖41-50
• 3.4.1 功率耗散圖42-48
• 3.4.2 變形失穩(wěn)圖48-49
• 3.4.3 熱加工圖分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 包含動態(tài)再結(jié)晶的Aer Met100鋼本構(gòu)模型51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 包含動態(tài)再結(jié)晶的本構(gòu)模型51-61
• 4.2.1 流變應(yīng)力52-53
• 4.2.2 再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)演化方程53-55
• 4.2.3 本構(gòu)模型參數(shù)的確定55-61
• 4.3 考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)模型61-63
• 4.3.1 本構(gòu)模型的提出61
• 4.3.2 材料常數(shù)的確定61-63
• 4.4 本構(gòu)模型試算與對比63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果73-74
• 致謝74-75
• 作者簡介75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：781891