大型高氮鋼護(hù)環(huán)熱鍛開裂及晶粒細(xì)化研究.pdf

1、大型護(hù)環(huán)的鍛造過程復(fù)雜，鍛件表面的局部應(yīng)變速率差別很大；然而，高氮鋼在不同應(yīng)變速率條件下的開裂機(jī)理和開裂過程尚不清晰。如果在冷變形后加以快速加熱，則有希望通過靜態(tài)再結(jié)晶來獲得細(xì)晶高氮鋼護(hù)環(huán)，但目前關(guān)于高氮鋼冷變形后的靜態(tài)再結(jié)晶尚未見詳細(xì)報(bào)道。本文針對(duì)大型高氮鋼護(hù)環(huán)在鍛造過程中的開裂、粗晶和混晶的問題，用熱拉伸試驗(yàn)和顯微組織觀察分析了18Mn18Cr0.6N鋼熱鍛開裂機(jī)理，通過冷變形和顯微組織觀察分析了高氮鋼的靜態(tài)再結(jié)晶晶粒細(xì)化規(guī)律。取得

2、如下主要結(jié)論：
　?。?）18Mn18Cr0.6N鋼在各個(gè)溫度下裂紋形核位置均在晶界處，與應(yīng)變速率的關(guān)系不大。在高溫時(shí)（1200℃），較高的應(yīng)變速率有利于晶粒細(xì)化而防止裂紋產(chǎn)生；應(yīng)變速率很低時(shí)（0.001s-1），則容易發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，裂紋沿小角晶界擴(kuò)展而發(fā)生穿晶開裂。
　?。?）在中等變形溫度和中等應(yīng)變速率條件下，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生，細(xì)小的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒保證了良好的熱塑性；溫度較低時(shí)（900℃和1000℃），從晶內(nèi)到晶界的應(yīng)

3、變梯度隨應(yīng)變速率降低而增大，從而惡化塑性；伴隨晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)的晶界滑移不會(huì)降低材料的熱塑性。
　?。?）冷變形之后再進(jìn)行高溫退火時(shí)，在三叉晶界處位錯(cuò)發(fā)生多邊化形成小角晶界，隨著等溫時(shí)間的繼續(xù)增加，小角晶界轉(zhuǎn)變成大角晶界，此時(shí)新的靜態(tài)再結(jié)晶晶粒形成；在再結(jié)晶前沿也是通過動(dòng)態(tài)回復(fù)形成小角晶界，進(jìn)而演變成大角晶界；在兩個(gè)變形晶粒之間，如果大角晶界朝一個(gè)變形晶粒弓出，在另外一個(gè)變形晶粒內(nèi)同時(shí)伴生一個(gè)小角晶界，就會(huì)形成一個(gè)新的靜態(tài)再結(jié)晶晶粒；如果

4、其中一個(gè)晶粒內(nèi)的位錯(cuò)密度太低而不能形成小角晶界，那么就可能只在另一個(gè)晶粒內(nèi)形成小角晶界，并在后續(xù)保溫過程中逐漸演變成大角晶界。
　?。?）18Mn18Cr0.6N鋼在冷拉伸后，退火時(shí)發(fā)生的靜態(tài)再結(jié)晶可完全消除冷變形織構(gòu)；經(jīng)過兩周次的40％冷拉伸+1000℃退火后，晶粒尺寸由1.5級(jí)變?yōu)?.5級(jí)；相應(yīng)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、線性硬化率、硬度的增量分別為9.2%、16.3%、19.9%、7.2%。
　?。?）通過控制合適的冷變形量和