论文部分内容阅读
本文关于重轨钢加入稀土前后对热加工过程中动态再结晶行为的影响以及采用元胞自动机法模拟计算微观组织演变的研究，不仅从微观的角度对稀土元素的影响及其作用机理进行分析了研究；而且为组织演变模拟计算提供了数学模型计算方法，对于企业在实际生产中优化工艺参数、提高重轨产品质量和降低成本都具有重要的指导意义。 本文以BNbRE、U75V两种重轨钢为研究对象，通过热模拟实验、数学回归计算分析方法、金相实验、EBSD表征、有限元数值模拟以及元胞自动机法，研究了珠光体U75V重轨钢与其在加入稀土元素之后的BNbRE重轨钢两种材料在热变形过程中的动态再结晶演化规律，对比分析稀土元素对该过程的影响，采用有限元软件DEFORM-3D，模拟计算两种钢种的再结晶过程，利用元胞自动机法对再结晶过程进行微观组织模拟；通过对相关试样进行EBSD实验，实验结果与元胞自动机法对比，进一步对其微观组织进行分析，验证模拟方法的可行性。 利用Gleeble-1500D热模拟试验机得到两种材料在900℃、1000℃、1100℃、1150℃，应变速率0.01s-1、0.05s-1、0.1s-1、0.5s-1下的真应力-应变曲线，通过分析重轨钢应力-应变曲线，得到其硬化率曲线，通过分析其硬化率曲线发现两种材料在相关的变形条件下均发生动态再结晶；采用线性回归方法处理应力应变曲线中的相关参数，建立了重轨钢动态再结晶数学模型以及变形激活能，计算结果表明：U75V重轨钢的变形激活能低于BNbRE重轨钢，BNbRE重轨钢的变形抗力大，稀土元素对再结晶的发生起到一定的抑制作用。 通过EBSD实验以及动态再结晶百分数模拟计算表明：动态再结晶百分数的大小与温度成正比，与变形速率成反比，且相同变形条件下加入稀土元素的BNbRE重轨钢的再结晶百分数低于U75V重轨钢。通过金相组织分析与元胞自动机的微观组织模拟结果表明：平均晶粒尺寸与温度成正比，与变形速率成反比，两种材料之间，BNbRE重轨钢的平均晶粒尺寸明显小于U75V重轨钢，表明稀土元素有细化晶粒的作用。 通过上述研究，建立了稀土重轨钢动态再结晶数学模型，提高采用元胞自动机法对稀土重轨钢再结晶过程进行微观组织模拟；为进一步提高稀土重轨钢质量提供了科学、合理的理论依据。