20鋼軋制熱模擬及組織結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、相比傳統(tǒng)的高溫奧氏體區(qū)軋制，低碳鋼在溫度較低的鐵素體與奧氏體（α+γ）兩相區(qū)軋制具有較多的優(yōu)勢(shì)：低溫軋制降低了軋制生產(chǎn)中的能耗；直接在兩相區(qū)軋制省去了先高溫奧氏體化初軋，再降低溫度終軋的環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)周期。但兩相區(qū)軋制時(shí)鋼材是否會(huì)開(kāi)裂或軋壞的問(wèn)題必須考慮。因此，研究低碳鋼在兩相區(qū)的軋制具有十分重要的理論與實(shí)踐意義。
　　本文利用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)20鋼在變形溫度為750℃-850℃，應(yīng)變速率為1s-1-10s

2、-1的（α+γ）兩相區(qū)內(nèi)進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗(yàn)，獲得了不同變形條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，發(fā)現(xiàn)低應(yīng)變速率（ε）或高的變形溫度（T）有利于材料熱變形的動(dòng)態(tài)軟化。當(dāng)T相同時(shí)，流變應(yīng)力隨ε的增大而增大；當(dāng)ε相同時(shí)，流變應(yīng)力隨著T的升高而減小，但在850℃時(shí)出現(xiàn)增大的現(xiàn)象。
　　通過(guò)線性回歸分析，建立了20鋼在（α+γ）兩相區(qū)熱模擬壓縮過(guò)程中的流變應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系方程：(此處公式省略)。利用金相顯微鏡、掃描電鏡和電子背散射衍射等表征手段，研究了20鋼

3、在不同變形條件下的微觀組織和織構(gòu)演變以及變形機(jī)制等。20鋼在所有變形條件下均發(fā)生了動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的軟化作用。當(dāng)T相同，ε較低時(shí)，顯微組織為混合的細(xì)小晶粒與粗大晶粒，ε較高時(shí)，顯微組織為細(xì)小等軸的再結(jié)晶晶粒，整體上，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸隨ε的增大逐漸減??；當(dāng)ε相同時(shí)，軟化作用隨 T的升高而增強(qiáng)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度和晶粒尺寸也隨之增大；通過(guò)引入Zener-Hollomon（Z參數(shù)）來(lái)表示ε和T對(duì)20鋼熱變形行為的綜合影響，發(fā)現(xiàn)隨著lnZ值

4、由大變小，其軟化行為逐漸從動(dòng)態(tài)回復(fù)向動(dòng)態(tài)再結(jié)晶轉(zhuǎn)變。
　　20鋼在所有變形條件下均得到了<100>//ND和<111>//ND絲織構(gòu)；隨T升高或ε的增大，原本有擇優(yōu)取向的<100>方向的晶粒與<111>方向的晶粒逐漸呈隨機(jī)分布的特征。
　　20鋼在所有變形條件下產(chǎn)生的再結(jié)晶組織（包括亞結(jié)構(gòu)組織）均與變形組織的取向相近；當(dāng)ε?較低時(shí)，<100>方向的晶粒有優(yōu)先發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的趨勢(shì)；動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的方式為連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，其形核機(jī)制為