表观的和基于物理的35Mn2钢奥氏体热变形本构分析

金属学报, 2013, 49(6): 731-738. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00033

表观的和基于物理的35Mn2钢奥氏体热变形本构分析

1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

2.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083

3.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

4.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

基金项目: National Natural Science Foundation of China(51071019) National High Technology Research and Development Program of China(2013AA031601) 国家自然科学基金项目51071019和国家高技术研究发展计划项目2013AA031601资助

关键词： 35Mn2钢 , 热变形 , 本构关系

APPARENT AND PHYSICALLY BASED CONSTITUTIVE ANALYSES FOR HOT DEFORMATION OF AUSTENITE IN 35Mn2 STEEL

Keywords： 35Mn2 steel , hot deformation , constitutive relationship

通过热压缩实验和3种本构分析方法,系统研究了35Mn2钢的奥氏体热变形本构关系.首先建立了传统的利用峰值应力求得表观材料常数的双曲正弦本构方程,求得实验钢的热变形激活能为278 kJ/mol,与奥氏体的自扩散激活能(270 kJ/mol)十分接近,表明其热变形速率控制机制是扩散控制的位错攀移.其次建立了考虑应变量对表观材料常数影响的改进型双曲正弦本构方程,利用这种改进型本构方程预测实验钢的流变应力,预测值与实验值相关系数为0.991,平均相对误差为4.19％,表明预测值与实验值吻合良好,可用以准确预测实验钢的热变形流变应力.第三种方法是基于物理的本构模型,考虑了Young's模量和奥氏体的自扩散系数与温度的关系,利用这种方法同样可以获得峰值应力与变形条件的关系,但拟合精度不及双曲正弦本构方程,本工作对其进行一定的修正后,其拟合精度有明显提高.

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