中碳含釩微合金非調(diào)質(zhì)鋼析出與熱變形行為研究.pdf

1、近年來，釩微合金非調(diào)質(zhì)鋼以其低成本和高性能的特性，在汽車、石化和機(jī)械制造等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于缺少后續(xù)的熱處理，非調(diào)質(zhì)鋼在制造效率較高的同時(shí)也會使得其韌性較低，而氮化釩顆?？梢杂行Т龠M(jìn)晶內(nèi)鐵素體形核從而使晶粒得到細(xì)化，使鋼的強(qiáng)韌性得到改善，因此需要在熱變形過程中通過工藝參數(shù)的調(diào)整來提高晶內(nèi)鐵素體的形核率來使鋼獲得較好的綜合性能。本文主要采用應(yīng)力松弛和單道次熱壓縮兩種試驗(yàn)方法來對釩微合金鋼中析出和熱變形行為進(jìn)行研究，分別得到了研究

2、用鋼的析出動力學(xué)曲線和本構(gòu)方程。
　　通過應(yīng)力松弛試驗(yàn)具體研究了在不同條件下釩在奧氏體中的析出行為。結(jié)果表明:釩的碳氮化物析出會使應(yīng)力下降的趨勢減緩，甚至因此而出現(xiàn)應(yīng)力平臺，隨著析出結(jié)束應(yīng)力下降恢復(fù)到析出前的水平，某些情況下會出現(xiàn)二次甚至三次析出，但是對應(yīng)力下降的阻礙作用的較小;1＃鋼的PTT曲線呈雙C形，在800℃以下曲線的最快析出溫度為650℃，開始析出時(shí)間為4s，在10.5s析出結(jié)束，在該溫度下析出的碳氮化物碳含量較高;在8

3、00℃以上曲線的最快析出溫度為870℃，析出開始時(shí)間為1.6s，在3.5s析出結(jié)束，在該溫度下析出的碳氮化物氮含量較高;在870℃和900℃弛豫淬火后基體中彌散分布著大量的釩的碳氮化物顆粒。
　　對釩微合金鋼和對比的碳錳鋼進(jìn)行單道次熱壓縮試驗(yàn)，結(jié)果表明:研究用鋼會因熱變形而產(chǎn)生加工硬化，使應(yīng)力得到提升，應(yīng)力的提高會隨著應(yīng)變速率的提高和熱加工溫度的降低而有明顯的提升，峰值應(yīng)力隨著而升高;通過計(jì)算兩種鋼的熱變形激活能Q發(fā)現(xiàn)，釩微合金鋼

4、的熱變形激活相對碳錳鋼要高;分別建立了兩種研究用鋼的本構(gòu)方程。
　　釩微合金鋼的本構(gòu)方程為:Z2＃=(ε)exp（Q/RT）=(ε)exp（285242/RT）=15.6468×109[sinh(0.0098σ)]5.5178碳錳鋼的本構(gòu)方程為:Z3＃=(ε)exp（Q/RT）=(ε)exp（261735/RT）=2.1887×109[sinh(0.0097σ)]5.71014
　　對釩微合金鋼的本構(gòu)方程進(jìn)行改進(jìn)，使之能對應(yīng)

5、力隨應(yīng)變量的變化能進(jìn)行一定程度的預(yù)測;對材料本身的性質(zhì)進(jìn)行考慮，建立了相應(yīng)的具有物理意義的本構(gòu)方程。
　　改進(jìn)后的本構(gòu)方程表達(dá)式為:(ε)exp（270000/RT）=0.25×1015[sinh(1039.12075ασ/E(T)）]6.2結(jié)果表明，在對其參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后得到的本構(gòu)方程具有更高的擬合精度;動態(tài)再結(jié)晶會隨著熱加工溫度的升高而進(jìn)行的越完全，當(dāng)發(fā)生完全動態(tài)再結(jié)晶時(shí)，應(yīng)變速率較低的試樣晶粒尺寸要比應(yīng)變速率高的要更大;動態(tài)再