Gleeble物理模拟在钢铁材料领域的运用

1、整理课件王 青 峰 整理课件2.Gleeble-3500系统简介 整理课件1.借助于模拟装置；2.利用缩小的试样；3.再现受热/受力过程；4.揭示组织与性能的变化规律；5.优化工艺、保证质量。整理课件Hi-speed resistant heatingHi-speed compression and tensionAccurate, Dynamic, Flexile, VersatileProvided or self-designed Grips and diesVacuum TankQuenching 整理课件 材料基础研究材料性能实验 材料加工过程模拟整理课件 固态相变 / 临界点/等温

2、转变/连续冷却转变 熔化 /凝固 加工硬化 /软化 形变组织的动静态回复 /再结晶 材料热塑性/超塑性 组织细化/超细晶和纳米晶块材 裂纹敏感性 热膨胀与热收缩行为沉淀相粒子行为/析出/粗化/回溶整理课件热拉伸性能 / 高温强度/热塑性/超塑性单轴热压缩性能/流变应力曲线 动静态 CCT / CHT / TTT/PPT/SHCCT 焊接性 / 裂纹敏感性/淬硬脆断倾向 热机械疲劳平面应变热压缩性能 高温蠕变/应力松驰 平面应变断裂韧性/CTOD 整理课件 半固态加工 TMCP (轧制、锻造、拉拔)焊接:电弧焊和高能束焊焊接热循环过程、热裂纹敏感性评价、冷裂纹敏感性评价、淬硬脆断倾向评价、焊接工

3、工优化。 扩散连接铸造 /连铸整理课件热处理过程 (淬火、正火、退火、回火、临界热处理、循环热处理 .)板带退火粉末冶金 / 固相烧结、液相烧结、热压成型、高压成型.蔓延燃烧合成.整理课件连铸过程模拟 TMCP过程模拟热成形过程焊接过程模拟CCT/SHCCT图建立整理课件整理课件 薄板坯连铸过程模拟整理课件 铸坯拉矫过程模拟M eltingM elting(a) in-situ melted, solidified and tested(b) in-situ melted, and reheated(c) reheatedTemperature Time整理课件 铸坯热塑性试验整理课件 连铸坯

4、拉矫热塑性曲线3006009001200150045607590IIIIIIDuctility (%)Temperature (C)整理课件 连铸工艺图整理课件 TMCP工艺整理课件采用 ISO-T TM 压头的单轴压缩变形Graphite FoilISO -T TM AnvilsAnvil BaseAnvil BaseSpecimenTempFree SpanSchematic Setup of Isothermal Flow Stress TestingUsing the ISO - TTM Anvils整理课件 单轴压缩均匀变形的实现整理课件单轴压缩均匀变形组织10 mm dia. sp

5、ecimen after 60% reduction at 1000oC (x100)整理课件单轴压缩多道次变形的实现-液压楔系统整理课件单轴压缩多道次变形的实现-常规单元系统整理课件 多道次变形模拟的流变应力曲线0-2-4-6-8-100-2000-4000-6000-8000-10000Hot Rolling Process SimulationAISI 1018 SteelAustenization at 900CDeformation temp: 775CArgon environmentForce (kg)Reduction (mm)整理课件 TMCP加速冷却的实现整理课件 TMCP

6、后的力学性能测试整理课件 热塑性试验PDT5%On-coolingOn-heatingDuctility in R.A.Tem perature DRTNDT NSTTL(a) On-heating(b) On-coolingTemperature Tim e 整理课件 温度梯度对热塑性的影响 800100012001400020406080100Effect of Thermal Gradient on Reduction of Area 60C/mm 160C/mmReduction of Area (%)Temperature (C)整理课件 温度梯度对断面收缩率的影响10 mm dia

7、. tensile bar pulled at 50mm/s at 1000C 整理课件 温度梯度对高温强度的影响01020304050024681012AISI 304 SteelTest Temp: 1100CStroke Rate: 50mm/s9C/mm72C/mm283C/mmForce (kN)Stroke (mm)整理课件 温度梯度对高温强度的影响80090010001100100150200250300AISI 1018 Carbon Steel dT/dx = 0C/mmStrength (MPa)Temperature (C)100150200250300 dT/dx =

8、9C/mm dT/dx = 12C/mm dT/dx = 72C/mm dT/dx =143C/mm dT/dx =283C/mm整理课件 应变诱导裂纹张开（SICOTM）试验整理课件 SICOTM 试验方法整理课件 应变诱导开裂Aluminum AlloyAustenitic AlloyNi-base Superalloy10 mm dia. SICO bar 整理课件 SICO 的临界应变 1. 2. )/ln(0DDfC)ln(0DCDifc整理课件 SICOTM与 热塑性试验方法的比较900100011001200130070809010017-4PH duplex stainless

9、 steelCritical Strain, ln (d0/d) R.A. TestReduction of Area (%)X axis title0.40.50.60.7 SICO Test整理课件电弧焊焊接热循环过程模拟激光焊焊接热循环过程模拟热裂纹敏感性评价冷裂纹敏感性评价脆断倾向评价焊接工艺优化整理课件焊接热影响区的局部脆性区和热循环过程模拟整理课件热循环曲线的产生-HAZ软件包整理课件HAZ软件包-Rykalin-2D整理课件HAZ软件包-Rykalin-2D整理课件Rykalin-2D生成的系列峰值温度曲线整理课件ISO-TTM等温淬火装置和模拟的热循环曲线Water inT.C

10、.Water outWater inWater out整理课件热裂纹敏感性评价整理课件冷裂纹敏感性评价最高硬度法铜夹具硬度测定线 热电偶图2. 模拟HAZ硬度测试线及温度分布示意图图2. -6-4-20246400600800100012001400Y Axis TitleX Axis Title B温度分布整理课件脆断倾向评价和焊接工艺优化整理课件热膨胀试验装置整理课件CCT测试奥氏体化条件0100200300400500600700800020040060080010000.2 /s0.5 /s1.5 /s3.0 /s5 /s8 /s10 /s15 /s20 /s25 /s30 /s50

11、/s950OCX300s T/ OCt/s整理课件SHCCT测试奥氏体化条件02550751001251501752002252502753000200400600800100012001400 1350OCX1sT /OCt/s整理课件微分法确定转变点-CCT软件包整理课件CCT/SHCCT图的绘制-CCT软件包整理课件超细晶/纳米晶金属块体的制备Accumulative roll bondingHot Die Compression整理课件Accumulative roll bonding整理课件ARB制备的超细晶粒镁合金整理课件ARB制备的纳米晶铁磁性材料整理课件Hot Die Comp

12、ression整理课件HDC制备的纳米晶复合永磁块体整理课件采用物理模拟与数值模拟开发高性能石油套管整理课件 液压伺服系统的性能曲线液压伺服系统的性能曲线HYDRAULIC MAXIMUM FORCE vs. STROKE VELOCITY0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.00102030405060708090100RECOMMENDED OPERATING REGIONForce (kN)Stroke Velocity (m/s)整理课件Since 2002metals and alloys structural ceramics super hard mat

13、erials glasses and polymers composites and othersStrong links to industries by carrying out:Process simulation and quality analysesTraining and technical exchangeR. & D. on new productsInvolved in basic materials studies by dealing with:Controlled Melting / solidification Transformation / PrecipitationRecrystallization / Re