Q420qE鋼熱變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織的三維模擬.pdf

1、國(guó)家“十二五規(guī)劃”提出，高性能鋼材成為重點(diǎn)關(guān)注的六大新材料之一。隨著交通運(yùn)輸業(yè)的大規(guī)模發(fā)展以及路橋工程的大規(guī)模建設(shè)，橋梁用鋼大大增加，質(zhì)量?jī)?yōu)化更加重要。對(duì)比國(guó)外橋梁鋼發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)內(nèi)的橋梁鋼在強(qiáng)度、韌性、焊接性以及耐候性等方面仍然亟需發(fā)展。
　　 在橋梁鋼的熱軋生產(chǎn)過(guò)程中，其微觀組織演變過(guò)程在很大程度上決定了最終的微觀組織結(jié)構(gòu)和性能。因此，對(duì)橋梁鋼熱變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶演變規(guī)律及其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行研究以指導(dǎo)熱軋工藝的優(yōu)化尤為重要。由于熱壓縮

2、過(guò)程與熱軋過(guò)程的加載變形特征存在許多共性，以致它們所對(duì)應(yīng)的橋梁鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為也存在相似性。因此，熱壓縮過(guò)程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶演變的模擬研究不僅容易進(jìn)行，而且對(duì)熱軋過(guò)程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶演變規(guī)律的認(rèn)識(shí)也有重要的參考價(jià)值。
　　 本文以Q420qE橋梁鋼為研究對(duì)象，通過(guò)熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)、有限元-唯象耦合模型、元胞自動(dòng)機(jī)模型三者相結(jié)合的研究方式，應(yīng)用Deform-3D有限元軟件的熱力耦合剛黏塑性有限元法，建立了符合該軟件接口的熱變形過(guò)程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)

3、模型，實(shí)現(xiàn)了該鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶演變以及變形參數(shù)影響規(guī)律的唯象、宏觀和介觀過(guò)程的仿真。本文的創(chuàng)新之處在于，利用自帶元胞自動(dòng)機(jī)模型的Deform-3D有限元軟件，完成了宏觀-介觀的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織演變的模擬研究。
　　 研究結(jié)果表明:①唯象、宏觀和介觀的模擬研究結(jié)果均表明了變形參數(shù)影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程的相同規(guī)律，即應(yīng)變速率越高、變形溫度越低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶越難發(fā)生。②熱壓縮變形試樣內(nèi)部等效應(yīng)變、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶平均晶粒尺寸的分布狀態(tài)