Prediction and optimum control of micro-structure in hot deformation of metals for energy saving

金属热变形微观结构的预测和优化控制以实现节能

基本信息

  • 批准号:
    11695032
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The S15C material is used for prediction experiments of microstructure in the hot deformation processing of steel. And, the experiments and the FEM analysis research for the two steps type hot upsetting under the processing conditions of heating temperature 1200℃, upsetting temperature 1000℃, strain rate 10/s and inter-pass time 0-100s, were done. The following results of the research were achieved.A good agreement of the experiment results and the modeling analysis results of microstructures of initial grain size, dynamic re-crystallization rate, dynamic re-crystallization grain size etc. was obtained. As an example of multi-step upsetting processing, the influence of the inter-pass holding time between passing on the microstructure change with the static re-crystallization rate, the grain size and the grain growth in two steps hot upsetting processing, is experimentally clarified. In addition, it was verified to agree to the experiment result well by 3D-FEM compatible analysis with three elements of the deformation, the heat transmission, and the flow stress for the re-crystallization grain distribution. It was similarly verified by 3 D-FEM compatible analysis that it is possible to predict the re-crystallized grain distribution in the two steps hot upset forging of complex shape. Various carbon steels and stainless steels are used. The flow stress-strain curve data of hot deformation processing measured through this research project period, was constructed for the general-purpose data base digitalized together to use. To use the flow stress modeling of Nb addition Fe-C-Mn steel in addition to the flow stress modeling of a usual Fe-C-Mn carbon steel, the modified model was proposed. On comparing the Aachen university's data of flow stress in hot deformation, it has been understood that the influences of the lubrication condition is about a little 4MPa higher.
将S15C材料用于钢的热变形组织预测试验。并在加热温度1200℃、镦粗温度1000℃、应变速率10/S、道次间隔时间0~100s的工艺条件下,对两步法热镦进行了试验和有限元分析研究。取得了以下研究成果:实验结果与原始晶粒度、动态再结晶速率、动态再结晶晶粒度等微观组织的模拟分析结果吻合较好。以多道次热镦粗工艺为例,通过实验研究了道次间保温时间对两步热镦粗静态再结晶速率、晶粒度和晶粒长大等微观组织的影响。此外,通过变形、热传递和流动应力三个因素对再结晶晶粒分布的三维有限元协调分析,验证了与实验结果的较好一致性。三维有限元协调分析同样验证了预测复杂形状二次热锻再结晶晶粒分布的可能性。使用各种碳钢和不锈钢。通过本研究项目期间所测得的热变形加工流动应力-应变曲线数据,共同构建了数字化通用数据库使用。在常规Fe-C-Mn碳钢流动应力模拟的基础上,对Nb添加Fe-C-Mn钢的流动应力模型进行了修正。通过对比亚琛大学的热变形流动应力数据,可以看出润滑条件的影响要高出4 Mpa左右。

项目成果

期刊论文数量(58)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
中島浩衛, 土田豊, 鈴木隆, R.Kopp, M.Wolske, 小田洋, 坪内佳樹: "鉄鋼材料の熱間2段据込み加工における塑性流動応力およびミクロ組織の比較実験研究"平成14年度塑性加工春季講演会論文集(5月24-26日千葉). (2001)
Koe Nakajima、Yutaka Tsuchida、Takashi Suzuki、R.Kopp、M.Wolske、Hiroshi Oda、Yoshiki Tsubouchi:“钢材热两阶段镦粗塑性流动应力和微观结构的比较实验研究”2002年春季会议论文集塑料加工(5 月 24 日至 26 日,千叶)(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Tsuchida, T.Inoue, T.Suzuki, K.Nakajima: "Quantitative evaluation of strength in age-hardening Cu bearing steel"Proceedings of the International Workshop on Environmentally Conscious Metal Processing (Aachen, Germany 26^<th>-28^<th> August). 85-95 (2001
Y.Tsuchida、T.Inoue、T.Suzuki、K.Nakajima:“时效硬化铜轴承钢强度的定量评价”国际环保金属加工研讨会论文集(德国亚琛 26^<th>-28
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
中島浩衛, 土田豊, 鈴木隆, R.Koop, M.Wolske, 小田洋, 坪内佳樹: "鉄鋼材料の熱間2段据込み加工における塑性流動応力およびミクロ組織の比較実験研究"平成14年度塑性加工春季講演会論文集(5月24・26日千葉). (2001)
Koe Nakajima、Yutaka Tsuchida、Takashi Suzuki、R.Koop、M.Wolske、Hiroshi Oda、Yoshiki Tsubouchi:“钢材热两阶段镦粗塑性流动应力和微观结构的比较实验研究”2002年春季会议论文集塑料加工(5 月 24 日至 26 日,千叶)(2001 年)。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M. Kawano, S. Isokawa, T. Takazawa, Y. Tsuchida: "Static re-crystallization behavior of super alloy 718 in isothermal process"Proceedings of the 2001 Japanese Spring Conference for the Technology of Plasticity, (Tokyo, 24th -27th May). 81-82 (2001)
M. Kawano、S. Isokawa、T. Takazawa、Y. Tsuchida:“等温过程中超合金 718 的静态再结晶行为”2001 年日本塑性技术春季会议论文集(东京,5 月 24 日至 27 日)
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    0
  • 作者:
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中島浩衛: "鉄鋼業における新プロセス開発研究の必要性と学際的な研究活動の意義"日本鉄鋼協会、高機能鉄鋼製品のための材料・プロセス・技術 平成11年11月21日〜23日). 1-6 (1999)
Koe Nakajima:“钢铁工业新工艺开发研究的必要性和跨学科研究活动的意义”日本钢铁研究所,高性能钢产品的材料、工艺和技术1999年11月21-23日1)。 -6 (1999)
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NAKAJIMA Koe其他文献

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