魏海莲
,
刘国权
材料科学与工艺
采用Gleeble-1500热模拟试验机对一种中碳钒微合金钢在变形温度900～1100℃、应变速率0．01～10 s-1条件下的热变形行为进行研究．分别建立了实验钢的幂律、指数和双曲正弦本构方程，观察了实验钢在不同变形条件下的显微组织，得出了实验钢的动态再结晶稳态晶粒尺寸和峰值应变与Zener-Hollomon参数的关系．结果表明：双曲正弦本构方程具有最高的拟合精度；实验钢热变形激活能Q为273．225 kJ/mol，与奥氏体的自扩散激活能（270 kJ/mol）十分接近，说明实验钢在此变形条件下的速率控制机制是扩散控制的位错攀移；显微组织观察表明，实验钢的动态再结晶行为受变形温度和应变速率的影响；拟合得出实验钢的动态再结晶稳态晶粒尺寸（ Ds）和峰值应变与Z参数的关系为ln Ds＝-0．20031ln Z＋7．94165和ln εp＝0．18456ln Z-5．37383．
关键词:
中碳钒微合金钢
,
热变形行为
,
本构方程
,
热变形激活能
,
动态再结晶
魏海莲
,
刘国权
,
肖翔
,
张明赫
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00033
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.
关键词:
35Mn2钢
,
热变形
,
本构关系
