20CrMnTiH鋼高溫塑性變形行為及微觀組織的研究.pdf

1、隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們在追求零件的外形精度以外，更注重零件的內在質量。金屬塑性成形技術可以使零件在滿足形狀精度的基礎上，獲得更好的性能，如今已成為國內外學者研究重點。成形零件的最終性能是由材料的最終組織決定的，運用有限元模擬軟件對金屬塑性成形過程中的力學行為以及微觀組織進行模擬，對理論研究以及工程實際應用均有重要意義。然而許多模擬軟件對于材料的微觀組織的模擬模塊并不完善。本文針對20CrMnTiH鋼進行研究，對20CrMnTiH鋼高溫塑

2、性變形過程中的不同工藝參數(shù)對材料的流變應力行為和微觀組織演變行為的影響做了研究，并構建了相應的數(shù)學模型。在此基礎上，對DEFORM-3D有限元軟件進行了二次開發(fā)，使得二次開發(fā)后的DEFORM-3D軟件可以模擬20CrMnTiH鋼高溫塑性變形過程中的微觀組織演變，為優(yōu)化工藝參數(shù)，提高20CrMnTiH鋼零件的性能提供依據(jù)。
　　本文主要研究結果如下：
　?。?）采用Gleeble-3500熱模擬機對20CrMnTiH試樣進行保

3、溫實驗，以及單道次、雙道次等溫壓縮實驗。通過獲得的應力應變數(shù)據(jù)，分析各工藝參數(shù)對20CrMnTiH鋼高溫塑性變形過程中流變應力和微觀組織演變的影響。并通過數(shù)學計算，推導出流變應力本構模型，動態(tài)再結晶動力學模型、動態(tài)再結晶運動學模型、靜態(tài)再結晶運動學模型，以及亞動態(tài)再結晶運動學模型。
　?。?）對進行保溫實驗以及熱壓縮實驗后的淬火試樣進行切割、鑲嵌、打磨、拋光、腐蝕，并通過金相顯微鏡拍攝金相照片。通過對金相圖片進行分析，并測量出晶粒

4、尺寸，得到各工藝參數(shù)對微觀組織的影響。并通過計算推導，得到20CrMnTiH鋼奧氏體晶粒長大模型、動態(tài)再結晶晶粒尺寸模型、靜態(tài)再結晶晶粒尺寸模型和亞動態(tài)再結晶晶粒尺寸模型。
　?。?）利用DEFORM-3D軟件提供的用戶自定義子程序，對DEFORM-3D軟件進行二次開發(fā)。利用Fortran語言編譯20CrMnTiH鋼微觀組織演變的程序，并嵌入DEFORM-3D軟件中，使得二次開發(fā)后的DEFORM-3D軟件可以準確地模擬20CrMn