38mnvti非调质钢热变形行为及加工图研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120805304重庆理工大学硕士学位论文38MnVTi非调质钢热变形行为及加工图研究研究生：江华德指导教师：陈元芳教授学位类型：学术学位学科专业：材料加工工程研究方向：模具数字化制造及其特种加工培养单位：材料科学与工程学院论文完成时间：2015年03月25日论文答辩日期：2015年05月25日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber:50120805304Master'sDissertationo

2、fChongqingUniversityofTechnologyStudyonHotDeformationPerformanceandProcessingMapsof38MnVTiSteelPostgraduate:JiangHuadeSupervisor:Prof.ChenYuanfangDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:MaterialEngineeringResearchDirection:Molddigitalmanufacturingandspeci

3、almachiningTrainingUnit:MaterialsSci.&Eng.SchoolThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May25,2015重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：

4、日期•

5、•年6月丨阳学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”）：1.保密□,在_年解密后适用本授权书。曰期.•一>〇丨1年6月丨〇日曰期：/月~曰摘要摘要非调质钢是一种通过控锻-控冷技术而使钢材不需要经过调质处理就能达到力学

6、性能的材料。38MnVTi非调质钢作为汽车前轴和转向节锻件的常用材料，对它锻造性能要求很高。本文通过热模拟压缩试验研究了该材料在热变形中的变形行为，运用了本构方程、神经网络及显微组织等手段获得了Parasd和Murty判据的加工图，论文的主要研究内容及成果有：(1)分析了38MnVTi非调质钢应力-应变曲线的特征。达到峰值应力的快慢与变形温度的大小有关，变形温度越高达到峰值应力的时间越短；此外，应力达到峰值后曲线的平缓或下降与材料的软化机制有关，动态回复和动态再结晶能使材料发生软化，因而影响应力-应变曲

7、线的走势。(2)研究了变形参数与流变应力的关系。通过回归分析的方法建立了峰值应力的本构方程，用于描述材料在变形过程强度量的最大属性；为了拓展本构方程的适用性，采用应变量的多项式表示材料常数，对Arrhenius双曲正弦形式的表达式通过引入应变进行修正，得到带应变的本构方程。(3)对比了本构方程与BP神经网络模型预测应力的精度。以应变、变形速率和变形温度作为输入信息并将应力作为输出信息，进行神经网络模型建模。训练后的神经网络模型其应力的预测精度比本构方程预测精度高。利用训练好的神经网络对变形温度为1050

8、℃和1150℃下不同应变速率的应力进行预测。(4)构建了Parasd和Murty两种失稳判据的加工图并对其适用性进行了验证。对不同应变的加工图通过功率耗散系数及失稳区特征的分析，结合显微组织、硬度、拉伸测试对加工图进行验证。结果表明：制作加工图的应变必须选取稳态阶段，非稳态阶段的应变不能保证加工图的准确性；两种判据的加工图具有相似性，且Parasd判据的加工图失稳区与低的功率耗散系数有关，工艺设计时应综合考虑二者的失稳区及功率耗散系数特征。对于38MnVTi非调质钢，不能在高应变速率进行高应变量的成形，

9、否则会导致组织失稳。经工艺优化后，该材料的最佳工艺参数为温度1100～-11200℃，应变速率0.1～1s。关键词：非调质钢；热成形；本构方程；神经网络；加工图IAbstractAbstractThematerialofnon-quenchedandtemperedsteelusingcontrolledforgingandcoolingtechniquecanreachthemechanicalpropertiesofquenchinga