中碳含釩微合金非調質鋼析出與熱變形行為研究.pdf

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

2、用鋼的析出動力學曲線和本構方程。
　　通過應力松弛試驗具體研究了在不同條件下釩在奧氏體中的析出行為。結果表明:釩的碳氮化物析出會使應力下降的趨勢減緩，甚至因此而出現(xiàn)應力平臺，隨著析出結束應力下降恢復到析出前的水平，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℃，開始析出時間為4s，在10.5s析出結束，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℃，析出開始時間為1.6s，在3.5s析出結束，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行單道次熱壓縮試驗，結果表明:研究用鋼會因熱變形而產(chǎn)生加工硬化，使應力得到提升，應力的提高會隨著應變速率的提高和熱加工溫度的降低而有明顯的提升，峰值應力隨著而升高;通過計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方程。
　　釩微合金鋼的本構方程為: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方程進行改進，使之能對應

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