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环件铸辗复合成形中q235b钢热变形及组织演变研究

环件铸辗复合成形中Q235B钢热变形及组织演变研究

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作者：秦芳诚太原科技大学

学位级别：硕士

随着风电技术、船舶和重大装备的迅猛发展，对大型、超大型法兰等环形零件的需求日益增多，规格日益加大，品种不断增加。环形零件短流程铸辗复合精确成形新工艺可以有效解决现有法兰环件生产中效率低、排放大、浪费材料和能源等问题，... 详细信息

随着风电技术、船舶和重大装备的迅猛发展，对大型、超大型法兰等环形零件的需求日益增多，规格日益加大，品种不断增加。环形零件短流程铸辗复合精确成形新工艺可以有效解决现有法兰环件生产中效率低、排放大、浪费材料和能源等问题，充分满足对大型、超大型环形零件的需求。本课题在国家自然科学基金重点项目（51135007）的资助下，重点解决环形铸坯材料在热压缩变形过程中的热力学行为及微观组织演变规律的主要技术难点，为合理制定环坯的热辗扩工艺参数，控制环形铸坯在热辗扩变形过程中的微观组织演变，获得组织性能与机械性能优良的环形零件奠定理论与实验基础。本课题以风电法兰领域常用的q235b钢为研究对象，根据环形铸坯材料的热辗扩工艺及其参数范围，借助于Gleeble-1500D热力模拟试验机系统地研究了砂型铸造和离心铸造q235b钢在热压缩变形条件下的热力学行为和动态再结晶行为，得到并比较了二者的真应力-真应变曲线及热塑性本构关系模型，探讨了变形参数对其热变形行为、微观组织演变的影响规律。最后，基于动态材料模型的基本原理，分别建立了两种铸坯材料的热加工图，并对其热加工图所识别出的典型区域热变形后的显微组织进行了观察分析。得出了以下主要结论：（1）离心铸造q235b钢比砂型铸造的具有更小的屈服应力，在高温压缩条件下的流变应力较小，激活能较大，软化作用明显，动态再结晶易于发生。（2）变形温度越高，动态再结晶更容易发生，晶粒长大更迅速，离心铸造q235b钢动态再结晶程度对温度更敏感。（3）两种铸坯材料的功耗效率值随变形量的增加而增大，随应变速率的提高而逐渐减小，离心铸造q235b钢的功耗效率变化幅度及其数值都要大于砂型铸造。（4）砂型铸造q235b钢的最佳变形参数范围为：变形温度为1050～1115℃、应变速率为0.01～0.05s-1;离心铸造q235b钢的最佳变形参数范围为：变形温度为1050～1100℃、应变速率为0.01～0.05s-1。且随着变形过程的进行，二者都可适当提高应变速率，避免组织过度粗化。本课题的研究成果为铸态组织的热变形以及基于环形铸坯材料的热辗扩成形工艺的进一步研究提供了理论指导与实验依据。

关键词：铸辗复合成形铸态q235b钢再结晶热加工图最佳变形参数

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