高碳钢的温变形行为_熊毅
- 格式：pdf
- 大小：618.48 KB
- 文档页数：5
认为 , E 、 T 与 RP 之间存在一个普
遍适用的双曲正弦关系式 , 即 :
图1 Fig 11
高碳钢在不同变形温度及不同应变速率下的温变形流变曲线
True stress - strain flow curves for high carbon steel at diff erent temperature and strain rate
、 相关数学模型建立
[ 6]
[ 3, 4]
以及微
。 T . M aki 等
对 SUJ 变形温度 = 923 K) 得到了 超微细( A + H ) 复相组织 , A 平均晶粒尺寸约 0 1 4 Lm,
基金项目 : 国家自然科学基金 ( 钢铁联合研究基金 ) 资助项目 ( 50271061, 50471102) 作者简介 : 熊 毅 ( 1975 - ) , 男 , 博士; E -mail: xy_qhd@ s ina. com ; 修订日期 : 2006 -01 -05
高碳钢具有优良的强度和耐磨性能, 但因塑性 和成形性较差 , 其应用范围受到一定的限制。以往 有关高碳钢成形工艺的研究大都属于热加工范畴, 即变形均在奥氏体区进行 , 而且相应的研究多集中 在组织性能预报 合金化方面
[ 5] [ 1, 2]
而 H 颗粒尺寸为 0 1 2 Lm 左右, A 基体主要在回复过 程中产生, 且 A 晶 界多 为小 角晶 界。 J. T . WANG 等[ 7] 在同样温度下对 65Mn 钢进行多道次等通道角 挤压也得到了 A晶粒与 H 颗粒尺寸均为 01 3 Lm 的 超微细( A + H) 复相组织 , 而且 5 道次挤压后累积等 效应变几乎能够达到 4。但是, 这些研究都仅限于 高碳钢温变形后微观组织表征方面 , 对工艺参数的 影响并没有多考虑, 而工件的最终性能又在很大程
973 K 、 应变速率为 0 1 01~ 10 s- 1 范围内的温变形行为。结果表明 : 实验条件下 , 流变应力及峰值应变随变形温度 的降低和应变速率的提高而增大。另外 , 回归出了高碳钢的峰值应力及峰值应变与变形温度、 应变速率之间的关 系 , 得到了相应的形变激活能和温变形方程式 , 为高碳 钢的温变形工艺优化提供了理论依据。 关键词 : 高碳钢 ; 温变形 ; 形变激活能 ; 温变形方程 中图分类号 : T G142 11 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 -0963( 2007) 05 - 0058 - 05
[ 9]
1
实验材料和方法
实验材料用 20 kg 中频感应炉熔炼, 其化学成
分( 质量分 数, % ) 为 : C 0 1 78, Si 01 05, Mn 01 34, S 0 1 005, P 0 1 008, Cr 1 1 03, 余为 Fe 。 将钢锭热锻成 <15 mm @ 250 mm 的棒料后加工 成 <8 mm @ 16 mm 的圆柱形压缩试样。压缩变形在 Gleeble - 3500 热模拟试验机 上进行。采 用 DSC 方 法 ( 升 温和降温速度均为 200 K/ h) 测 得实验钢 的 A 1 温 度约为 1 001 K 。试样以 10 K/ s 的速率加热 至 1 123 K, 保温 5 min 后以 10 K/ s 的冷却速率降 至 873 K, 保温 10 min, 以保证珠光体完全转变。再 以 10 K/ s 的速率加热到变形温度 , 保温 10 s, 以消 除试样内部的温度梯度 , 随即在变形温度下等温变 形, 变形结束后迅速淬火。应变速率分别为 E = 0 1 01 s 、 01 10 s 、 1 1 00 s 、 101 00 s ; 变形温度分别为 T = 913 K 、 943 K 和 973 K; 最大真应变 E = 1。在变
第 19 卷第 5 期 2007 年 5 月
钢 铁 研 究 学 报 Jour nal of Ir on and Steel Research
V ol. 19, No . 5 M ay 2007
高碳钢的温变形行为
熊 毅
1, 2
, 傅万堂 , 厉 勇 , 吕知清 , 赵德利1 , 邢广忠1 , 孙淑华1
# 60 #
钢
铁
研
究
学
报
第 19 卷
图 2 峰值应力与变形温度 ( a) 和应变速率 ( b) 的关系 Fig 1 2 Relationship between peak stress and deformation temperature ( a) and strain rate ( b)
n E = A [ sin h( A# R P ) ] ex p[ - Q/ ( RT ) ]
[ 8]
电解减薄 , 电解液为冰醋酸和 7% 高氯酸混合溶液, 减薄电压 30 V, 电流 70 mA, 在 JEM - 2010 型透射电 镜上观察其显微组织 , 电子加速电压为 200 kV 。
2
2 11
实验结果及分析
温变形流变曲线 实验用钢在不同变形温度和不同应变速率下的
温变形流变曲线示于图 1。可以看出 , 在 T = 913 K 、 943 K 和 973 K 的 3 种变形温度下 , 流变曲线的变 化趋势均相似, 即在应变值尚未达到峰值应变前 , 流 变应力随应变量的增加迅速提高 , 当达到峰值应变 后, 流变应力开始下降 ; 在较低的变形温度及较高的 应变速率下 , 流变应力下降趋势更加明显, 如图 1( a) 中 E = 101 00 s- 1 的曲线。变形温度及应变量均相同 时, 应变速率越高, 所对应的应力值就越大; 同时 , 随 着应变速率的增加, 流变应力峰向应变增大的方向 移动 ( 右移 ) , 相应的峰值应变也随之右移并增大 ; 反 之, 当应变速率相同时, 对应于同一应变值, 变形温 度越高, 所对应的流变应力越低, 并且随着变形温度 的降低, 流变应力峰也 向应变增大的 方向移动 ( 右 移) 。这是因 为在较低温度 下变形时 , 加工 硬化率 高, 回复软化比较困难。变形温度越高 , 空位原子扩 散和位错进行交滑移或攀移的驱动力越大, 因而就 更容易发生动态再结晶。 2 12 温变形方程的建立 变形温度和应变速率对高碳钢的温变形方程有 显著的影响。图 2 分别示出了峰值应力与变形温度 及应变速率的关系。可见, lnsin h( A# RP ) 与 1/ T 以 及 lnsinh( A# R P ) 与 ln E呈线性关系, 相关系数分别 为0 1 999 和 0 1 980。随变形温度下降及应变速率提 高, 温变形峰值应力逐渐增加。 C. M. Sellars
SU N Shu - hua
( 1. St ate Key Labor ator y o f M etast able M aterials Science and T echnolog y, Y anshan U niver sity, Q inhuangdao 2. School of M ater ials Science and Eng ineering , H enan U niver sity of Science and 3. Institute for Structural M aterials, Cent ral Iron and T echnolo gy , L uoy ang 471003, H enan, China; Steel R esear ch Institute, Beijing 100081, China) Abstract: T he w arm compressio n defo rmation behavio rs of high carbon steel w ith lamellar pear lit e have been inves tig ated by t he use o f Gleeble - 3500 simulator at the temper atur e ranging from 913 K to 973K and at the st rain rate r ang ing fr om 0 1 01 to 10 s- 1 . T he results show that the flow str ess and peak str ain incr ease w ith incr easing strain r ate or decreasing defor mation temperature. T he quantitat ive relatio nships betw een peak stress, deformat ion tem per ature and peak str ain wer e deter mined. T he activatio n energ y and equat ion for the w arm deformat ion wer e ob tained. Key words: hig h car bo n steel; w arm defo rmation; deformat ion activat ion ener g y; w arm defor mation equatio n
- 1 - 1 - 1 - 1
形过程中, 为防止试样氧化, 采用氩气保护。为保证 试样温度均匀一致, 采用不锈钢耐热合金楔形底座 及圆柱形碳 化钨 压头 , 试样 与压 头之 间加 垫 涂有 Mo S2 的钽片和石墨片, 以保证润滑及隔热。将压缩 后的试样从中心沿轴向剖 开, 切取 厚度为 0 1 5 mm 的薄片, 机械减薄到 30 Lm 左右 , 在室温下进行双喷
2. 河南科技大学材料科学与
1
1, 3
1
( 1. 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室 , 河北 秦皇岛 066004; 工程学院 , 河南 洛阳 471003; 摘 3. 钢铁研究总院结构材料研究所 , 北京 100081)
