稀土重軌鋼變形微觀組織演變元胞自動機模擬.pdf

1、本文關(guān)于重軌鋼加入稀土前后對熱加工過程中動態(tài)再結(jié)晶行為的影響以及采用元胞自動機法模擬計算微觀組織演變的研究，不僅從微觀的角度對稀土元素的影響及其作用機理進行分析了研究；而且為組織演變模擬計算提供了數(shù)學(xué)模型計算方法，對于企業(yè)在實際生產(chǎn)中優(yōu)化工藝參數(shù)、提高重軌產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本都具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文以BNbRE、U75V兩種重軌鋼為研究對象，通過熱模擬實驗、數(shù)學(xué)回歸計算分析方法、金相實驗、EBSD表征、有限元數(shù)值模擬以及元胞

2、自動機法，研究了珠光體U75V重軌鋼與其在加入稀土元素之后的BNbRE重軌鋼兩種材料在熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶演化規(guī)律，對比分析稀土元素對該過程的影響，采用有限元軟件DEFORM-3D，模擬計算兩種鋼種的再結(jié)晶過程，利用元胞自動機法對再結(jié)晶過程進行微觀組織模擬；通過對相關(guān)試樣進行EBSD實驗，實驗結(jié)果與元胞自動機法對比，進一步對其微觀組織進行分析，驗證模擬方法的可行性。
　　利用Gleeble-1500D熱模擬試驗機得到兩種材料在

3、900℃、1000℃、1100℃、1150℃，應(yīng)變速率0.01s-1、0.05s-1、0.1s-1、0.5s-1下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線，通過分析重軌鋼應(yīng)力-應(yīng)變曲線，得到其硬化率曲線，通過分析其硬化率曲線發(fā)現(xiàn)兩種材料在相關(guān)的變形條件下均發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶；采用線性回歸方法處理應(yīng)力應(yīng)變曲線中的相關(guān)參數(shù)，建立了重軌鋼動態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型以及變形激活能，計算結(jié)果表明：U75V重軌鋼的變形激活能低于BNbRE重軌鋼，BNbRE重軌鋼的變形抗力大，稀土元

4、素對再結(jié)晶的發(fā)生起到一定的抑制作用。
　　通過EBSD實驗以及動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)模擬計算表明：動態(tài)再結(jié)晶百分數(shù)的大小與溫度成正比，與變形速率成反比，且相同變形條件下加入稀土元素的BNbRE重軌鋼的再結(jié)晶百分數(shù)低于U75V重軌鋼。通過金相組織分析與元胞自動機的微觀組織模擬結(jié)果表明：平均晶粒尺寸與溫度成正比，與變形速率成反比，兩種材料之間，BNbRE重軌鋼的平均晶粒尺寸明顯小于U75V重軌鋼，表明稀土元素有細化晶粒的作用。
　　通