热锻过程中金属空洞缺陷的修复行为及其对高温开裂的影响机理研究

基本信息
批准号:51805204
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:冯超
学科分类:
依托单位:吉林大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:伍健,于航,马伟,卢裕臻,邱小明
关键词:
复杂变形路径高温锻造空洞缺陷愈合韧性开裂
结项摘要

Most of the studies on the healing behavior of the void defects in hot forging process are qualitative, as the relationship between the healing effect and the factors (including the temperature, maintaining time, stress-strain states and so on) is not obtained quantitatively. Moreover, the existing ductile fracture criterions have not fully considered the suppressive effect of the void healing behavior on the accumulative damage in plastic deformation, which indicates that those criterions are not quite suitable for describing the fracture behavior of the materials in the hot forging process with alternately tensile-compressive deformation. In order to solve the above problems, the hot forging experiments with defects healing and the theoretical analysis of the void evolution are applied to study the contents as following: (1) the influence mechanism of the grain growth and recrystallization on the void healing behavior, and the quantitative relationship between the void healing extent and the factors including temperature, maintaining time, stress state and deformation history; (2) the quantitative description of the competition mechanism between the void growth and the void healing; (3) the ductile fracture criterion with considering the effect of void healing behavior, which can be applied to predict the fracture occurrence in the multi-stage hot forging process with complex deformation history.

针对热锻过程中金属空洞缺陷修复行为的研究大多处于定性分析阶段,缺陷修复程度与温度、保温时间和应力应变状态等因素之间的定量关系还不明确。而且,现有的韧性开裂模型尚未充分考虑空洞修复对损伤累积的抑制作用,因此对复杂变形路径下的热开裂描述会有所偏差。为解决上述问题,本项目拟通过预置空洞材料的热变形实验和空洞演化理论分析方法研究以下内容:(1)研究高温下晶粒长大与再结晶对空洞愈合修复的作用机理,分析变形温度、保温时间、受力状态、变形历史等因素对空洞缺陷愈合修复的影响规律,提出空洞修复程度与各因素之间的定量函数关系;(2)分析复杂变形路径下空洞缺陷的长大汇聚与愈合修复两种演化机制之间的竞争作用,揭示空洞缺陷的愈合修复对材料损伤累积的量化影响;(3)将空洞愈合修复程度的描述方法引入到空洞形状和体积演化表达式中,建立适用于复杂变形路径下的高温韧性开裂模型,进而指导热锻工艺制定,以消除缺陷并减少开裂发生。

项目摘要

金属材料在高温塑性变形中,内部空隙缺陷的演化行为包含两方面,一是空隙的形核、长大和汇聚导致裂纹出现;另一方面,空隙缺陷在高温条件和合适的应力应变状态下会发生闭合并愈合修复,能使材料的连续性和力学性能得到一定程度的恢复。在高温变形过程中,损伤累积与空隙缺陷愈合修复会相互竞争,有效利用空隙缺陷的愈合修复行为,有利于延缓甚至避免金属热开裂行为的发生。本项目针对大型锻件常用的SUS316LN和SUS630不锈钢材料进行分析,通过预置空隙试样的热变形实验研究了高温下空隙缺陷的愈合修复机理,分析了变形温度、保温时间等因素对空隙缺陷愈合修复的影响规律,提出空隙修复程度与各因素之间的定量关系;分析了高温变形中空隙缺陷的演化行为,并建立了高温流变模型;通过引入空洞愈合修复程度的描述方法,建立了考虑空隙愈合修复行为的高温韧性损伤判据,在热锻工艺规划中具有一定应用前景。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
2

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021
3

面向工件表面缺陷的无监督域适应方法

面向工件表面缺陷的无监督域适应方法

DOI:
发表时间:2021
4

夏季极端日温作用下无砟轨道板端上拱变形演化

夏季极端日温作用下无砟轨道板端上拱变形演化

DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.02.023
发表时间:2022
5

学术型创业企业发展路径探讨

学术型创业企业发展路径探讨

DOI:10.3969/j.issn.1002-5863.2016.15.045
发表时间:2016

冯超的其他基金

批准号:11605277
批准年份:2016
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31501799
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31660051
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81801846
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11475250
批准年份:2014
资助金额:98.00
项目类别:面上项目
批准号:21871138
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11704327
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602502
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51906079
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100488
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708313
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600393
批准年份:2016
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

锻坯空洞缺陷闭合的变形条件模拟研究

批准号:59975038
批准年份:1999
负责人:任广升
学科分类:E0508
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
2

焊接热裂缝高温开裂动态行为的研究

批准号:59071063
批准年份:1990
负责人:董祖珏
学科分类:E0102
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
3

粉锻连杆预成形坯在热锻过程中的致密化行为

批准号:51664034
批准年份:2016
负责人:李凤仙
学科分类:E0413
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
4

基于组织的大型锻件热锻表面开裂准则研究

批准号:51505416
批准年份:2015
负责人:王振华
学科分类:E0508
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目