TP347不銹鋼動態(tài)再結晶行為實驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、本文通過熱模擬試驗和計算機模擬的方法研究了超超臨界機組用TP347奧氏體不銹鋼的熱變形行為。文中考察了變形條件對合金高溫變形過程中動態(tài)再結晶行為的影響規(guī)律,建立了適用于TP347不銹鋼熱變形過程的流變應力模型?；谟邢拊Ｐ头治鰺釅嚎s宏觀變形行為及組織場演變。建立了動態(tài)再結晶元胞自動機模型,模型中考慮了臨界位錯密度、形核率、晶粒長大驅動力及位錯密度增值速率等多方面影響因素,利用元胞自動機模擬結果分析 TP347不銹鋼的動態(tài)再結晶動力學及

2、微觀組織演變特征,并與試驗結果進行對比。主要研究成果如下。
　　1.在Gleeble-3500熱模擬機上進行等溫熱壓縮試驗,發(fā)現(xiàn)變形溫度較高或應變速率較低時,流變應力曲線峰值應力值較小。應力與應變速率及溫度之間的關系采用雙曲正弦函數(shù)Z =A[sinh(ασ)]n=εexp(Q/RT)表示,其中平均激活能Q=248.38KJ/Mol。
　　2.在熱模擬實驗的基礎上,建立了動態(tài)回復-動態(tài)再結晶流變應力分段模型。將高溫變形過程的軟

3、化行為按機制分為動態(tài)回復和動態(tài)再結晶兩階段。利用加工硬化-動態(tài)回復位錯密度演變模型及Avrami方程描述加工硬化、動態(tài)回復、動態(tài)再結晶對高溫流變應力的影響。預測模型與試驗值吻合良好;
　　3.分析動態(tài)再結晶微觀組織演變過程,建立組織演變模型,穩(wěn)態(tài)階段再結晶晶粒尺寸隨Z值的上升而下降。
　　4.建立了TP347不銹鋼熱壓縮過程有限元模型。采用DEFORM-3D有限元軟件模擬宏觀變形行為及平均晶粒尺寸演變模擬結果與試驗結果吻合良

4、好,通過模擬結果發(fā)現(xiàn)隨著變形溫度的升高,再結晶體積分數(shù)上升;
　　5.建立了適用于TP347奧氏體不銹鋼在不同變形條件下的元胞自動機模型。其中熱變形過程流變應力曲線、微觀尺寸演變模擬結果與試驗結果吻合良好;
　　6.將TP347流變應力及微觀組織模擬結果與304不銹鋼試驗結果的對比,發(fā)現(xiàn)TP347不銹鋼相同變形條件下穩(wěn)態(tài)應力高于304不銹鋼,且達到穩(wěn)態(tài)應力所需的應變量較大,穩(wěn)態(tài)階段平均晶粒尺寸更為細小。造成此差異的主要原因是