30Cr2Ni4MoV钢热变形微观组织演化与预测研究

作     者：潘利永 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：骆俊廷;张艳姝

授予年度：2013年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：30Cr2Ni4MoV钢 热变形 微观组织预测 有限元模拟 

摘      要：研究大锻件用30Cr2Ni4MoV钢的多种微观组织演化规律，建立其演变模型，用以预测该钢在热变形过程中的微观组织分布，对于控制大型锻件质量具有重要的意义。本文通过对在Gleebe-1500热模拟机上进行热压缩试验获得的基础实验数据进行分析，研究了材料的动态再结晶、亚动态再结晶、静态再结晶以及晶粒长大行为，并建立了微观组织演化的动力学方程，将方程插入Deform-3D有限元软件中，对材料热变形过程中的微观组织演化情况进行模拟，与在相同热变形条件下实验得到的微观组织分布情况进行对比，实验值与模拟值之间的误差较小，从而验证所建立的模型的正确性。 采用热模拟压缩试验，得到材料在不同温度和不同应变速率下的应力应变曲线，通过试验数据拟合回归，建立了动态再结晶模型、晶粒长大模型和亚动态再结晶模型、静态再结晶模型。通过对试样进行定量金相分析，验证了所建模型的准确性。 分析了热物理参数对温度场分布模拟的重要性，设计了获得等效热参数的简易实验方法，该方法通过传热实验与数值模拟软件相结合，采用模拟数据与实测数据的逼近法推导出所需参数。利用该方法推导出在850℃-1260℃锻造区间的等效黑度系数为0.25-0.30，与模具钢的加载等效换热系数为1.0kW/（m2·K）。 对材料进行热变形试验，并测得试验过程中的热物理参数，在此基础上模拟该加工过程，将试验与模拟中对应点的再结晶百分数、再结晶晶粒度分布情况进行对比，两者吻合度较高，验证了所建模型的正确性。