09CuPTiRE鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的有限元數(shù)值模擬.pdf

1、09CuPTiRE鋼是我國獨(dú)有的Cu-P-Ti-RE系列的耐大氣腐蝕鋼，廣泛用于火車車體用材。近年來，隨著鐵路運(yùn)輸?shù)娘w速發(fā)展以及向青藏高原等氣候惡劣地帶的延伸，對09CuPTiRE鋼的性能提出了更高的要求。由于熱變形過程中，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生程度對最終的組織性能有著重要的影響。因此，本文進(jìn)行的09CuPTiRE鋼在熱變形過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶與工藝參數(shù)相關(guān)性的研究，不僅進(jìn)一步充實(shí)了材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模擬的理論和技術(shù)，而且對于企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中優(yōu)化工藝

2、參數(shù)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本都具有重要的指導(dǎo)意義。 本文采用了熱模擬實(shí)驗(yàn)、有限元分析技術(shù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型相結(jié)合的方法，引入熱模擬實(shí)驗(yàn)的真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線作為有限元模擬時(shí)的部分材料屬性，考慮熱變形過程中摩擦、傳熱、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等因素的綜合影響，得到更真實(shí)的變形分布，并結(jié)合所建的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型及其應(yīng)用程序，對09CuPTiRE鋼在熱變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象進(jìn)行了模擬研究。從而得到了不同的壓下制度、溫度制度以及變形速率對09CuPTi

3、RE鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的影響規(guī)律及其形成機(jī)理。 首先，基于09CuPTiRE鋼的熱模擬實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的相關(guān)理論，提出了基于真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線和唯象JMA方程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型；然后，在有限元軟件DEFORM中模擬熱變形過程；最后，基于已建立的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型和所編制的應(yīng)用程序，系統(tǒng)地模擬了該鋼熱壓縮和熱軋期間的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積百分?jǐn)?shù)分布的可視化，并進(jìn)行了相關(guān)的分析研究。 總結(jié)研究得到的具體結(jié)論如下：(1)

4、在熱壓縮和熱軋過程中，坯料內(nèi)部都存在著變形不均勻的現(xiàn)象，并且模擬得到的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積百分?jǐn)?shù)分布與變形分布基本一致。(2)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶一般始于大變形區(qū)，隨著變形量的增加，逐漸向周邊區(qū)域延伸，而且體積百分?jǐn)?shù)也隨之增大。(3)在變形量和變形速率一定的條件下，升高變形溫度可以降低動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的臨界條件，從而使發(fā)生再結(jié)晶以及完全再結(jié)晶的區(qū)域增大，顯著地促進(jìn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的充分發(fā)生。(4)在變形量和變形溫度一定的條件下，增大變形速率會(huì)阻礙動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)

5、生，引起完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū)域減小，軟化程度減弱。(5)對于熱軋而言，在軋制溫度為1100℃、變形速率為10s<'-1>的條件下，相對壓下量增加到0.45時(shí)，軋件整個(gè)截面幾乎都進(jìn)入完全再結(jié)晶狀態(tài)；在相對壓下量為0.5、變形速率為10s<'-1>的條件下，軋制溫度升高到960℃時(shí)，整個(gè)截面也恰好進(jìn)入完全再結(jié)晶狀態(tài)；在總變形量為0.5、軋制溫度為1100℃的條件下，當(dāng)變形速率達(dá)到20s<'-1>時(shí)，距離軋輥出口50mm的軋件橫截面僅發(fā)生了部分動(dòng)