含Mo、Sn海工钢动态再结晶行为实验研究及数值模拟

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sevenff
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海工钢作为海洋工程装备的关键材料,广泛应用于海洋石油平台、油气输送管道以及海洋船舶等海工装备。在恶劣的海洋工况下,海工装备在服役过程中会同时承受海流、风浪、海底地震、低温等自然力的侵蚀和破坏。随着海洋资源的勘探和开发逐渐迈向深海和极地地区,研制高强度、厚规格、易焊接、并具有良好耐蚀性能的海工钢显得尤为重要。为提高海工钢力学性能,本文采用实验与数值模拟相结合的方法研究了Mo、Sn海工钢热变形过程中的动态再结晶规律,并通过热加工图和显微组织分析确定了合理热加工工艺制度。本文主要研究内容及获得的结果如下:(1)参考现有标准及相关文献资料,设计并冶炼了三种不同成分的海工钢。采用单道次热压缩实验,分别研究了实验钢在变形温度850-1150°C,应变速率0.01-10 s-1范围内的热变形行为,获取了相应的流变应力曲线。结果表明:流变应力随变形温度的升高和应变率的降低而减小;反之,流变应力增大。相同变形条件下,Mo和Sn元素提高了实验钢的流变应力,且抑制了动态再结晶软化行为的发生。(2)基于流变应力数据建立了实验钢的Arrhenius型双曲正弦本构模型(预测精度>99.2%)和Avrami动态再结晶动力学模型(预测精度>97%),分析了变形温度、应变速率以及合金元素对于实验钢动态再结晶体积分数的影响规律;基于动态材料模型和Murty失稳判据分别建立了3种实验钢不同应变下的热加工图,通过热加工图分析获取了各实验钢的最佳热加工工艺参数;此外,分析发现Mo和Sn元素在不同程度上扩大了加工失稳区。(3)将各实验钢材料数据及动态再结晶动力学模型导入DEFORM有限元数值仿真软件中进行等温热压缩数值模拟,模拟结果在宏、微观上与实验结果匹配良好,验证了动态再结晶动力学模型的准确性。在此基础上,结合热加工图建立了轧制数值模拟模型,通过实际轧制实验,验证了轧制模型的准确性;并通过模拟轧制分析了不同轧制温度、轧制速度和变形量条件下实验钢的动态再结晶组织演变规律,从而获取了各实验钢的合理轧制工艺参数。
其他文献
钛合金型材弯曲件在航空航天等领域应用较多,主要采用热拉弯成形工艺进行生产。热拉弯机是钛合金型材弯曲件生产的主要装备,本文分析了热拉弯机工作原理,提出了热拉弯机模块化设计方法,进行了热拉弯机的拉伸弯曲机构分析和拉弯件型线方程的求解,对热拉弯机的关键零部件进行了结构设计和热分析研究工作。论文主要研究内容如下:(1)分析热拉弯机的结构与工作原理,对热拉弯机进行总体方案设计,主要包括热拉弯机的技术参数要求
多年的发展证明了轧制方法在层状复合制备中的明显优势,因此在轧制复合上的深入研究依然是有充分而重要的工程和理论意义的。本文通过实验研究和软件模拟相结合的方法,研究了轧制速度对铜/铝复合板结合强度的影响。室温轧制时:压下率不变,轧制速度快,轧制时变形热损失的量少;轧制速度慢,轧制时变形热损失的量多,所以轧制速度不仅影响轧制时间,而且也会影响轧制温度;同时,轧制速度的不同还会影响铜/铝复合板的变形速率,
表面纳米化技术旨在通过制备纳米结构表层,大幅度提升材料表面的强度、硬度等力学性能,并优化材料的表面活性以及化学热处理性能。迄今,科学家开发了多种表面纳米化技术,其中塑性变形法因工艺简单、成本低廉、表层和基体间不存在结构和成分的突变等特点成为研究热点,但是,表面塑性变形往往会降低表面质量,比如,导致表面粗糙度升高、出现微裂纹等,对实际服役不利,也因此影响对纳米结构表层性能的正确评价。因此,本研究以奥
顺应极端环境下船舶海工装备材料用钢需求,本课题着眼于如何减薄复合板真空涂覆夹层的技术难点,以2205/Fe-Co-Ni/EH40不锈钢复合板为研究对象,将研究铁钴镍合金熔体层间涂覆能力作为切入点,以不锈钢复合板洁净结合界面制备为落脚点,探索不同合金配比下夹层的涂覆机制,并据此制定夹层涂覆方案,通过夹层涂覆成型、复合板成形及表征技术探究涂覆所得不锈钢复合板坯对复合板结合界面的影响。基于流体力学控制定
铝合金以其较低的密度、高比强度和优异的耐腐蚀性而广泛应用于航空航天、交通、建筑和海洋工程等领域。双辊铸轧作为一种绿色、低成本的新型短流程工艺,已应用在铝带工业生产领域。目前工业生产中,钢辊套最大铸轧速度仅为1.5m/min,难以与下游轧机生产能力匹配,严重制约了铝带的生产效率。如何提高铸轧速度已经成为了铝带生产行业迫切需要解决的问题。双辊铸轧成套设备的冷却能力决定了铝液凝固速率,在钢辊套及其内部冷
为有效获取中小城市公交乘客出行信息,挖掘其出行特征,基于公交乘客IC卡数据、稀疏GPS数据和公交站点位置信息等数据,提出一种公交乘客上下车站点推算方法。首先,通过内插法补齐稀疏GPS数据并与公交站点经纬度匹配获得车辆到站时刻,进而匹配乘客的IC卡刷卡时刻,识别乘客上车站点;然后,根据出行链理论划分不同公交出行链,结合乘客出行假设和公交站点特征简化推算过程,获得不同乘客类型公交出行链的下车站点;最后
天然气是我国重要的战略性资源。近几年,天然气无缝管道逐步向着大口径、大壁厚、高钢级趋势发展。为了满足天然气管道长距离、高质量的输送要求,高纲级管线钢的研发与应用势在必行。目前我国X80钢级的无缝钢管生产和应用尚处于起步阶段,斜轧穿孔是生产无缝钢管最重要的工序之一。目前斜轧穿孔过程中的工艺参数调整往往要依据经验,论文以某公司最新研发的X80管线钢为基础,针对该公司所提出的管坯参数为Φ1000mm×3
TP304不锈钢毛细管,因其自身具备良好的低温强度、耐腐蚀性、表面光整度、热加工性而广泛应用于医疗器械、微型元器件等领域,企业生产为满足大批量、高效率的特点往往采取冷拉伸工艺,然而在毛细管塑性拉伸过程中,由于微观尺寸各向异性、加工硬化等特点,极易在冷拉伸的过程中出现如:应力集中产生断裂、表面褶皱、损伤等不利因素,而在拉伸过程中通入适当参数的脉冲电流可以有效改善毛细管的塑性变形,促进微观状态下的位错
在大型零部件、装配精度要求高、中等批量的装配工况条件下,如飞机、动车的零部件的装配,由于装配空间狭窄,检测装置无法测量到装配点,导致自动化、智能化装配无法实现。针对这一情况,本文提出了一种六自由度高精度智能装配设备原型方案,该方案采用间接测量方法实现对装配点检测,并根据该方案设计一款智能装配示范平台,研发控制系统模型,并通过试验验证集成控制功能的可行性。主要研究内容包括:(1)提出一种间接测量方法
随着陆地资源的日益枯竭,海洋资源的探索已经成为科技创新和能源开发的重要领域,我国拥有丰富的海洋资源,但开发和利用还处于早中期阶段。厚壁埋弧焊管作为海洋油气资源运输管道,其焊缝处残余应力的分布不仅影响着埋弧焊管的使用寿命,同时也将成为深海资源开发运输的安全隐患。在对埋弧焊管热处理时,若只针对焊缝区域进行感应加热,焊缝处热量的瞬间大量输入,就会产生难以控制温度分布,焊缝处周向温度梯度偏大,导致残余应力