Gleeble物理模拟在材料及加工领域的运用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Gleeble,物理模拟在材料领域的运用,王 青 峰,河北省秦皇岛市河北大街西段,438,号,电话：,0335-,8074795；传真：,0335-,8074545；邮编：066004,手机：[phone]；信箱：,wqf67,燕山大学材料科学与工程学院,提 纲,1.,什么是,Gleeble,物理模拟,2.,Gleeble-3500,系统简介,3.,Gleeble,物理模拟技术在材料领域的运用概述,4.,Gleeble,物理模拟技术在钢铁材料领域的运用,5.,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展6.,DSI-YSU,材料加工,Gleeble,物理模拟联合实验室,什么是,Gleeble,物理模拟,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。,Gleeble,-3500,系统简介,Hi-speed resistant heating,Hi-speed compression and tension,Accurate,Dynamic,Flexile,Versatile,Provided or self-designed Grips and dies,Vacuum Tank,Quenching,物理模拟技术的运用领域,材料基础研究,材料性能实验,材料加工过程模拟,材料基础研究,固态相变,/,临界点,/,等温转变,/,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,材料热,/,机械加工性能实验,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,热/,机械加工过程模拟,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、焊接工工优化。,扩散连接,铸造/连铸,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,.,热/,机械加工过程模拟,4.,Gleeble,物理模拟技术在钢铁材料领域的运用,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,连铸过程模拟,薄板坯连铸过程模拟,连铸过程模拟,铸坯拉矫过程模拟,连铸过程模拟,铸坯热塑性试验,连铸过程模拟,连铸坯拉矫,热塑性曲线,连铸过程模拟,连,铸工艺,图,连铸过程模拟,TMCP,工艺,TMCP,过程模拟,采用,ISO-T,TM,压头的单轴,压缩变形,Graphite Foil,ISO-T,TM,Anvils,Anvil Base,Anvil Base,Specimen,Temp,Free Span,Schematic Setup of Isothermal Flow Stress Testing,Using the ISO-T,TM,Anvils,TMCP,过程模拟,单轴,压缩均匀变形的实现,TMCP,过程模拟,单轴压缩均匀变形组织,10 mm dia.specimen after 60%reduction at 1000oC(x100),TMCP,过程模拟,单轴压缩多道次变形的实现-液压楔系统,TMCP,过程模拟,单轴压缩多道次变形的实现-常规单元系统,TMCP,过程模拟,多道次变形模拟的流变应力曲线,TMCP,过程模拟,TMCP,加速冷却的实现,TMCP,过程模拟,TMCP,后的力学性能测试,TMCP,过程模拟,热塑性试验,热成形过程模拟,温度梯度对热塑性的影响,800,1000,1200,1400,0,20,40,60,80,100,Effect of Thermal Gradient on Reduction of Area,60C/mm,160C/mm,Reduction of Area(%),Temperature(C),热成形过程模拟,温度梯度对断面收缩率的影响,10 mm dia.tensile bar pulled at 50mm/s at 1000C,热成形过程模拟,温度梯度对高温强度的影响,0,10,20,30,40,50,0,2,4,6,8,10,12,AISI 304 Steel,Test Temp:1100C,Stroke Rate:50mm/s,9C/mm,72C/mm,283C/mm,Force(kN),Stroke(mm),热成形过程模拟,温度梯度对高温强度的影响,热成形过程模拟,应变诱导裂纹张开（,SICO,TM）,试验,热成形过程模拟,SICO,TM,试验方法,热成形过程模拟,应变诱导开裂,Aluminum Alloy,Austenitic Alloy,Ni-base Superalloy,10 mm dia.SICO bar,热成形过程模拟,SICO,的,临界应变,1.,2.,热成形过程模拟,SICO,TM,与 热塑性试验方法的比较,热成形过程模拟,焊接过程模拟,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,电弧焊焊接过程模拟,焊接热影响区的局部脆性区和热循环过程模拟,电弧焊焊接过程模拟,热,循环曲线的产生-,HAZ,软件包,电弧焊焊接过程模拟,HAZ,软件包-,Rykalin,-2D,电弧焊焊接过程模拟,HAZ,软件包-,Rykalin,-2D,电弧焊焊接过程模拟,Rykalin,-2D,生成的系列峰值温度曲线,激光焊焊接过程模拟,ISO-T,TM,等温淬火装置和模拟的热循环曲线,Water in,T.C.,Water out,Water in,Water out,焊接过程模拟,热,裂纹敏感性评价,焊接过程模拟,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.,温度分布,焊接过程模拟,脆断倾向评价和焊接工艺优化,CCT/SHCCT,图的,建立,热膨胀试验装置,CCT/SHCCT,图的,建立,CCT,测试奥氏体化条件,CCT/SHCCT,图的,建立,SHCCT,测试奥氏体化条件,CCT/SHCCT,图的,建立,微分法确定转变点-,CCT,软件包,CCT/SHCCT,图的,建立,CCT/SHCCT,图的绘制-,CCT,软件包,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,超细,晶/纳米晶金属块体的制备,Accumulative roll bonding,Hot Die Compression,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,Accumulative roll bonding,Gleeble物理模拟技术运用的新进展,ARB,制备的超细晶粒镁合金,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,ARB,制备的纳米晶铁磁性材料,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,Hot Die Compression,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,HDC,制备的纳米晶复合永磁块体,Gleeble,物理模拟技术运用的新进展,采用物理模拟与数值模拟开发高性能石油套管,Gleeble,系统安全提示,液压伺服系统的性能曲线,HYDRAULIC MAXIMUM FORCE vs.STROKE VELOCITY,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.00,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,RECOMMENDED OPERATING,REGION,Force(kN),Stroke Velocity(m/s),DSI-YSU JOINT LAB,Since 2002,metals and alloys,structural ceramics super hard materials glasses and polymers composites and others,Strong links to industries by carrying out:,Process simulation and quality analyses,Training and technical exchange,R.&D.on new products,Involved in basic materials studies by dealing with:,Controlled Melting/solidification Transformation/Precipitation,Recrystallization/Recovery,Work Hardening/Softening Plasticity/Super-plasticity,Ultra-Fine Grain Materials,Bulk Nanometer Materials,Hi-speed R.heating,Hi-speed moving,Grips and dies,Vacuum Tank,Quenching,Accurate,Dynamic,Flexile,Versatile.,Thanks!,