Flow Characteristics of Metal with Phase Transformation and Prediction of Its Microstructure

• Опубліковано в: : Проблемы прочности
• Дата: 2002
• Автори: Shirakashi, Т., Yoshino, М.
• Формат: Стаття
• Мова: Англійська
• Опубліковано: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2002
• Теми: Научно-технический раздел
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/46757
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Flow Characteristics of Metal with Phase Transformation and
 Prediction of Its Microstructure / T. Shirakashi, M. Yoshino // Проблемы прочности. — 2002. — № 3. — С. 22-29. — Бібліогр.: 6 назв. — англ.

We propose a flow stress characteristic of
 SUS430F steel that takes in account the effects
 of temperature, strain rate and their deformation
 history. In the framework of this characteristic,
 the history effects of strain rate and
 temperature are estimated through the plastic
 strain energy stored. The formulated characteristic
 (σ) may be shown as the function of temperature
 (θ), strain rate (ε), and the stored energy
 (W) or the reference stress (σst). The energy is
 stored through plastic deformation and released
 during annealing process. The energy is also re ferred
 by the yield flow stress (ost), which is
 measured under the reference condition. The
 discussion on the characteristic is extended to
 the material under high temperature
 (1073-1473 K) with α + γ phase in the given
 phase ratio. The equilibrium ratio of α or γ
 phase under given temperature can be estimated
 on the basis of an equilibrium phase diagram.
 In order to introduce the flow stress
 characteristic with phase transformation using
 the proposed formulation, we also analyze the
 phase transformation rate from α to α + γ with
 temperature elevation, and from α to γ + α in
 cooling process based on “time-temperature-
 transformation” diagram that includes the
 quenching process as well. The flow stress characteristic
 and phase ratio are estimated simultaneously
 for a hot forging process. Предложена новая характеристика текучести стали SUS430F, учитывающая влияние температуры, скорости деформации и истории деформирования материала. В рамках данного подхода влияние истории деформирования на скорость деформации и температуру оценивается по величине накопленной энергии пластической деформации. Предложенная характеристика текучести (σ) может быть представлена в виде функции температуры (θ), скорости деформации (ε), накопленной энергии (W) или базового напряжения (σst). Энергия накапливается в процессе пластического деформирования, а выделяется при отжиге. Ее величина соотносится с пределом текучести, измеряемым в исходных условиях деформирования. Анализ предложенной характеристики распространен на данный материал для высоких температур (1073...1473 К) при наличии (α + γ)-фазы с определенным соотношением фаз. Равновесное распределение соотношения α- или γ-фазы при любой температуре может быть оценено на основе диаграммы равновесия фаз. Новая характеристика текучести для случая фазового превращения может быть использована по предложенной формулировке с учетом скорости фазового превращения из α- в (α + γ)-фазу при повышении температуры и из α- в (γ + α)-фазу при охлаждении. При этом основой служит диаграмма время-температура-фазовое превращение, учитывающая также процесс закалки. Выполнена оценка предложенной характеристики текучести с учетом соотношения фаз для случая горячей ковки материала. Запропоновано нову характеристику текучості сталі SUS430F, яка враховує вплив температури, швидкості деформування та історії деформування матеріалу. У рамках даного підходу вплив історії деформування на швидкість деформації і температуру оцінюється по величині накопиченої енергії пластичної деформації. Характеристика текучості (σ) може бути представлена у вигляді функції температури (θ), швидкості деформації (ε), накопиченої енергії (W) або базового напруження (σst). Енергія накопичується в процесі пластичного деформування, а виділяється при відпалу. Її величина співвідноситься з границею текучості, що вимірюється в початкових умовах деформування. Аналіз запропонованої характеристики розповсюджується на даний матеріал для високих температур (1073...1473 К), якщо має місце (α + γ )-фаза з визначеним співвідношенням фаз. Рівноважний розподіл співвідношення α- або γ-фази за любої температури можна визначити на основі діаграми рівноваги фаз. Нова характеристика текучості у випадку фазового перетворення може бути використана за запропонованим формулюванням з урахуванням швидкості фазового перетворення з α- у (α + γ )-фазу при підвищенні температури та з α- у (γ + α)-фазу при охолодженні. При цьому за основу береться діаграма час-температура-фазове перетворення, яка враховує також процес загартування. У випадку гарячого кування матеріалу оцінено характеристику текучості з урахуванням співвідношення фаз.