mn18cr18n护环钢多火次热变形微观组织演变的研究

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1、中文摘要中文摘要Mnl8Crl8N钢是300MW以上大型发电机护环使用的唯一钢种。随着我国经济的发展，护环作为电力基础件，市场需求量大，内在质量要求也越来越高。而我国护环热成形是多火次加热、多工序变形过程，可控性较差、锻件表面裂纹严重、晶粒粗大且不均匀，热锻技术严重不适应当前的发展要求。然而，国内以往的研究中的模型及方法过于单一，具体为对护环钢的再结晶和塑性等材料重要行为，只限于单火次的研究。因此，将多火次锻造联系起来综合分析Mnl8Crl8N护环钢微观组织演变规律具有重要的意义。本文借助热模拟实验建立护环材料多火次组织演变模型，将此模型导入Deform-3D有限元软件，研究了

2、Mnl8Crl8N护环钢多火次热变形微观组织演变规律，并进行了相同条件的锻造试样验证。主要研究内容及结论有：(1)在箱式炉中进行晶粒长大实验研究再加热条件对Mnl8Crl8N护环钢晶粒长大的影响，确定了控制晶粒长大的最佳再加热温度，建立Mnl8Crl8N护环钢晶粒长大模型。(2)在Gleeble．1500D热模拟机上进行单道次及双道次实验研究了不同变形条件对Mnl8Crl8N护环钢流变应力的影响，建立了塑性本构关系及动态、静态和亚动态再结晶模型。利用双曲本构方程和动态材料模型构建了Mnl8Crl8N护环钢热加工功率耗散图。由功率耗散图结合动态金相组织图可以得出rlJ大于等于0．

3、2时，获得细匀化的完全动态再结晶组织。(3)对小试样进行多火次镦粗试验，分别在1050"C进行一火、两火、三火镦粗试验，每火变形20％。研究再加热火次及反复变形对Mnl8Crl8N护环钢微观组织的影响。结果表明：随着火次的增加，难变形区粗大的初始组织区域减小；二火次变形固溶处理后晶粒尺寸大部分细匀化到60lam，细化效果明显；三火次变形固溶处理后晶粒尺寸在二火的基础上进一步细匀化，但细化程度不大，难变形区平均晶粒尺寸细化到90pm。(4)采用Deform-3D进行Mnl8Crl8N护环钢多火次微观组织模拟，并与镦粗试验结果对比，验证模型的精确度。结果表明试验与数值模拟结果吻合较

4、好，说明本文使用的微观组织模拟系统能够用于预测Mnl8Crl8N护环钢多火次热变形微观组织演变规律，为实际护环生产工艺优化提供理论依据。关键词：Mnl8Crl8N护环钢；多火次锻造；微观组织演变ABSTRACTABSTRACTMnl8Crl8Nsteelistheonlymaterialusedinlargegeneratorretainingringofmorethan300MW．AsChina’Seconomicdevelopment，retainingringisabasisforpower，themarketdemandandinternalqualityrequire

5、mentofwhichhavebecomemoresophisticated．ThehotformingprocessofretainingringinChinaismulti—heatingandmulti-deformationprocess，whichislesscontrollable，leadtoseriousforgingsurfacecracksandlargegrainsize．Sothehotforgingtechnologyisseriouslynotmeetthecurrentrequirementsofthedevelopment．However,the

6、previousstudyofdomesticmodelsistoosingle．It’Sspecificfortherecrystallizationbehaviorandplasticmaterialsofsteelretainingring，whichislimitedtothestudyofsingle—fire．Asaresult,acomprehensiveanalysisofmicrostructureevolutionduringmulti—fireforgingofMnl8Crl8Nsteelretainingringisofgreatsignificance

7、．Thispaperhasestablishedtheevolutionmodelbythermalsimulationexperiments．TherecrystallizationmodelandthegraingrowthmodelareimplementedintothefiniteelementcodeDeform·3Dinordertoinvestigatethemicrostructureevolutionduringmulti—fireforgingofMnl8Crl8NRe