無磁鋼熱變形行為及組織性能研究.pdf

1、本課題為寶鋼“特種金屬與合金板帶軋制工藝技術”項目的子課題。該項目主要結合寶鋼股份特殊鋼分公司板帶工程的建設而提出,其主要目的是為了確保該項工程的順利實施和生產(chǎn)順利進行,開展特殊鋼板帶爐卷軋機熱軋工藝研究,并對特鋼軋制過程的溫度制度、軋制規(guī)程、組織性能控制、板形控制和表面質量控制技術等進行研究。
　　 特鋼品種繁多,其熱變形行為差異很大,因此,有必要針對具體的合金品種詳細研究其熱加工特性,為其在寶鋼最近建設的爐卷軋機生產(chǎn)線上的商

2、業(yè)化生產(chǎn)提供技術與理論支持。本文主要研究其中的30Mn20Al3無磁鋼。
　　 本文以30Mn20Al3尢磁鋼為實驗材料,通過高溫壓縮熱模擬實驗,結合金相觀察,對30Mn20Al3無磁鋼的高溫熱變形行為、顯微組織演變進行了研究；通過試驗鋼熱軋實驗,對不同冷卻制度下的30Mn20Al3無磁鋼的組織和性能進行了分析和測試。論文得到的主要結論如下:
　　 (1)研究了熱變形參數(shù)對30Mn20Al3無磁鋼的高溫變形抗力的影響規(guī)律

3、。研究表明:在熱變形過程中,30Mn20Al3無磁鋼的變形抗力隨應變速率的增大而增大,隨著變形溫度的升高而降低。變形溫度與變形速率的變化會導致動態(tài)回復和動態(tài)再結晶等復原過程,變形程度對變形抗力的影響隨此發(fā)生較復雜的變化。
　　 (2)研究了熱變形參數(shù)對30Mn20Al3無磁鋼的變形組織的影響規(guī)律。研究表明:試驗鋼在1150℃變形時,在0.5和2s-1應變速率下均發(fā)生了動態(tài)再結晶,在5和10s-1應變速率下發(fā)生動態(tài)回復；在2s-1

4、應變速率下變形時,隨著變形溫度的升高,動態(tài)再結晶程度增加。
　　 (3)通過熱模擬實驗數(shù)據(jù),分別建立了30Mn20Al3無磁鋼的變形抗力模型與高溫本構方程,并獲得了熱變形激活能和相關的材料參數(shù)。
　　 (4)根據(jù)熱加工圖理論,以動態(tài)材料模型為基礎首次建立了30Mn20Al3無磁鋼在不同應變量時的熱加工圖。結果表明:30Mn20Al3無磁鋼熱加工時通過組織演化而耗散的效率從高應變速率區(qū)域到低應變速率區(qū)域持續(xù)增加。在應變量為

5、0.6時,30Mn20Al3無磁鋼的首選加工區(qū)域在0.05s-1～0.2s-1,1050℃～1150℃范圍內(nèi)。
　　 (5)對試驗鋼熱軋后不同冷卻制度的組織性能進行比較分析,結果表明:經(jīng)熱軋空冷及水冷的試樣中水冷組織比空冷組織更細?。煌ㄟ^分析不同冷卻制度試樣的力學試驗的結果,發(fā)現(xiàn)水冷后試樣有著更高的屈服強度和抗拉強度,空冷后試樣有著更高的伸長率和斷面收縮率,經(jīng)過綜合分析認為水冷后試樣有著更好的力學性能；通過分析拉伸試樣的斷口掃描