Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Изменение предела текучести и определяющее уравнение пластического течения низкоуглеродистой стали при повышенных температурах

З. Й. Ван, М. Х. Ма, С. Чжун, С. Чзан, Цзин Фэн, Ю. Цао

Аннотация


Исследовано влияние горячего изотермического сжатия на симуляторе Gleeble 3500 при температурах 900 – 1200 °C и скорости деформации 0,01 – 10 с – 1 на величину напряжения течения низкоуглеродистой стали. Проведен определяющий анализ напряжения течения при повышенной температуре с помощью функции гиперболического синуса, определены константы материала в интервале степеней истинной деформации 0,1 – 0,7. Изучена дислокационная структура низкоуглеродистой стали после деформации при 1100 °C и охлаждения со скоростью 5 °C/с. Выведено и обосновано определяющее уравнение для описания и моделирования поведения низкоуглеродистой стали при высокотемпературной деформации. Показано, что полученное уравнение со средней относительной ошибкой 5,1219 % и коэффициентом корреляции 0,9886 может надежно и достоверно описывать поведение низкоуглеродистой стали при горячей штамповке. Уравнение может использоваться для моделирования процесса и оптимизации технологических параметров горячей деформации стали, а также для прогнозирования эволюции ее микроструктуры.

Ключевые слова


низкоуглеродистая сталь; горячая деформация; эволюция микроструктуры; определяющее уравнение

Полный текст:

PDF

Литература


Jie R., Xu Y. X., Liu J. X. et al. Effect of strength and ductility on anti-penetration performance of low-carbon alloy steel against blunt-nosed cylindrical projectiles // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 682. P. 312 – 322.

Eric B., Régis B., Sophie R., Pierre F. Experimental investigation of the thixoforging of tubes of low-carbon steel // J. Mater. Process. Tech. 2018. V. 252. P. 485 – 497.

Li X., Jing T. F., Lu M. M., Zhang J. W. Microstructure and me¬cha¬nical properties of ultrafine lath-shaped low carbon steel // J. Mater. Eng. Perform. 2012. V. 21. P. 1496 – 1499.

Nipon T., Kan C. M., Chao S. Effects of carbon and nitrogen on the microstructure and mechanical properties of carbo¬ni¬trided low-carbon steel // J. Mater. Eng. Perform. 2015. V. 24. P. 4853 – 4862.

Vasanth S., Bilal M., Georges A., Ramsey H. Friction stir wel¬ding of low-carbon AISI 1006 steel: room and high-temperature mechanical properties // J. Mater. Eng. Perform. 2018. V. 27. P. 1673 – 1684.

Paul S., Ahmed U., Megahed G. Effect of hot rolling process on microstructure and properties of low-carbon al-killed steels produced through TSCR technology // J. Mater. Eng. Perform. 2011. V. 20. P. 1163 – 1170.

Deva A., Jha B. K., Mishra N. S. Influence of boron on strain hardening behaviour and ductility of low carbon hot rolled steel // Mater. Sci. Eng. A. 2011. V. 528. P. 7375 – 7380.

Kang M. J., Park J. Y., Sohn S. S. et al. Interpretation of qua¬si- static and dynamic tensile behavior by digital image correlation technique in TWinning Induced Plasticity (TWIP) and low-carbon steel sheets // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 693. P. 170 – 177.

Hu J., Du L. X., Wang J. J. et al. Structure–mechanical pro¬perty relationship in low carbon microalloyed steel plate processed using controlled rolling and two-stage continuous cooling // Mater. Sci. Eng. A. 2013. V. 585. P. 197 – 204.

Li X., Jing T. F., Lu M. M. et al. Property of nano-grained delaminated low-carbon steel sheet // J. Mater. Process. Tech. 2011. V. 27. P. 364 – 368.

Yang X. W., Li W. Y. Flow behavior and processing maps of a low-carbon steel during hot deformation // Metall. Mater. Trans. A. 2015. V. 46, Is. 12. P. 6052 – 6064.

Kim J. H., Kim S. K., Lee C. S. et al. A constitutive equation for predicting the material nonlinear behavior of AISI 316L, 321, and 347 stainless steel under low-temperature conditions // Int. J. Mech. Sci. 2014. V. 87. P. 218 – 225.

Gao X. J., Jiang Z. Y., Wei D. B. et al. Constitutive analysis for hot deformation behavior of novel bimetal consisting of pear¬litic steel and low carbon steel // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 595. P. 1 – 9.

Vadavadagi B., Shekhawat S., Samajdar I., Narasimhan K. Forming limit curves in low-carbon steels: improved prediction by incorporating microstructural evolution // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2016. V. 86. P. 1027 – 1036.

Siamak S. Modelling the warm rolling of a low carbon steel // Mater. Sci. Eng. A. 2004. V. 371. P. 318 – 323.

Sun Y., Maciejewski K., Ghonem H. Simulation of viscoplastic deformation of low carbon steel structures at elevated tempe¬ratures // J. Mater. Eng. Perform. 2012. V. 21. P. 1151 – 1159.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению перлитных и мартенситных сталей при термическом воздействии на морфологию карбидной фазы // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 22 – 29. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Ole¬nin M. I. Raising the resistance of pearlitic and martensitic steels to brittle fracture under thermal action on the morpho¬logy of the carbide phase // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.)

Wang J., Xiao H., Xie H. B. et al. Study on hot deformation behavior of carbon structural steel with flow stress // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 539. P. 294 – 300.

Chung J. H., Park J. K., Kim T. H. et al. Study of deformation-induced phase transformation in plain low carbon steel at low strain rate // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527, Is. 20. P. 5072 – 5077.

Lin Y. C., Chen M. S., Zhong J. Numerical simulation for stress/strain distribution and microstructural evolution in 42CrMo steel during hot upsetting process // Comp. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 1117 – 1122.

Lin Y., Chen M. S. Study of microstructural evolution during static recrystallization in a low alloy steel // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 835 – 842.

Su R. M., Qu Y. D., You J. H., Li R. D. Effect of pre-aging on stress corrosion cracking of spray-formed 7075 alloy in retrogression and re-aging // J. Mater. Eng. Perform. 2015. V. 24. P. 4328 – 4332.

Chen B., Zhou W. M., Li S. et al. Hot compression deformation behavior and processing maps of Mg – Gd – Y – Zr alloy // J. Mater. Eng. Perform. 2013. V. 22, Is. 9. P. 2458 – 2466.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Рогожкин В. В. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости // МиТОМ. 2014. № 10(712). С. 32 – 38. (Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I., Ro¬gozhkin V. V. A Concept of carbide design of steels with improved cold resistance // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 56, Is. 9 – 10. P. 548 – 554.)

Hu H. E., Wang X. Y., Deng L. Comparative study of hot-processing maps for 6061 aluminium alloy constructed from power constitutive equation and hyperbolic sine constitutive equation // J. Mater. Process. Tech. 2014. V. 30, Is. 11. P. 1321 – 1327.

Wang S., Nagao A., Sofronis P., Robertson L. M. Hydrogen- modified dislocation structures in a cyclically deformed ferri¬tic-pearlitic low carbon steel // Acta Mater. 2018. V. 144. P. 164 – 176.

Li W. J., Cai M. Y., Wang D. et al. Studying on tempering transformation and internal friction for low carbon bainitic stee // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V. 679. P. 410 – 416.

Feng R., Li S. L., Li Z. S., Tian L. Variations of microstructure and properties of 690 MPa grade low carbon bainitic steel after tempering // Mater. Sci. Eng. A. 2012. V. 558. P. 205 – 210.

Sun S., Yang S. W., Liu G. L. Evolution of microstructures of a low carbon bainitic steel held at high service temperature // Acta Metall. Sin. (English Letters). 2014. V. 27. P. 436 – 443.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.6.42-48

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024