模拟量位移传感器

马氏体相变对耐磨复合钢板有限元模拟的影响

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在基于新型淬火-分配-回火耐磨复合钢板微观组织的有限元模型中, 建立了产生马氏体相变的一维应变等效模型, 模拟了单轴拉伸条件下的相变诱发塑性(TRIP)效应, 由此揭示了该效应的微观机制。TRIP效应产生的应力松弛有效地缓解了未转变的残余奥氏体和邻近马氏体的应力, 阻止了耐磨复合钢板裂纹的形成, 并使较多的残余奥氏体在较大的应变下存在, 这是TRIP效应的起因; 模拟结果还显示, 相变形成的新(应变诱发)马氏体比原始(热诱发)马氏体承载更大的应力, 由此预测裂纹首先在新马氏体中或其边界处形成。应力松弛效应使应变诱发马氏体断续缓慢地生成, 这与实验观察结果相符。

通过比较有应力松弛效应和无应力松弛效应的有限元模拟结果发现, 无应力松弛效应使应变诱发耐磨复合钢板马氏体相继快速地生成, 这与实验不符, 由此反证TRIP效应必然产生应力松弛。研究了耐磨复合钢板在250~470 ℃下感应加热连续退火对冷拉拔铜包铝复合线材包覆Cu层和Al芯组织、界面层金属间化合物组成和厚度的影响, 并与传统炉式等温退火的实验结果进行了比较。

结果表明: 当感应加热温度为250 ℃时, Cu层和Al芯只发生回复现象; Cu层和Al芯分别在300和330 ℃时开始发生再结晶, 在430 ℃时均发生完全再结晶, 平均晶粒尺寸分别约为6.0和7.3 μm。当温度为360 ℃时, Cu/Al界面形成了不连续分布的CuAl2金属间化合物; 当温度为390 ℃时, 界面形成了连续分布的CuAl2层, 430 ℃时形成了CuAl2和Cu9Al4 2种化合物层, 平均厚度分别约为0.52和0.48 μm。进一步升高温度, Cu层和Al芯的晶粒明显长大, 耐磨复合钢板界面化合物层厚度呈增大趋势。在本工作实验条件下, 冷拉拔铜包铝复合线材合理的感应加热连续退火温度为430 ℃。与炉式等温退火工艺相比, 感应加热连续退火方法可明显细化耐磨复合钢板Cu层和Al芯的再结晶晶粒, 显著减小界面金属间化合物层厚度。