300M鋼的熱態(tài)變形特性及其動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型研究.pdf

1、作為一種應(yīng)用廣泛的低合金超高強(qiáng)度鋼，300M鋼通常采用鍛造工藝成形，因而有必要對(duì)其熱變形機(jī)制，尤其是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶演變規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本文基于熱暴露實(shí)驗(yàn)和熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)，對(duì)300M鋼奧氏體晶粒長(zhǎng)大規(guī)律、熱變形行為及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織演變規(guī)律進(jìn)行了研究，并分別構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型。
　　基于熱暴露實(shí)驗(yàn)，對(duì)300M鋼奧氏體晶粒長(zhǎng)大規(guī)律及模型進(jìn)行了研究。研究表明：隨加熱溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，300M鋼奧氏體晶粒尺寸增大；當(dāng)加熱溫度為850-

2、1050℃時(shí)，300M鋼奧氏體晶粒長(zhǎng)大較緩；而當(dāng)加熱溫度為1050-1180℃時(shí)，300M鋼奧氏體晶粒長(zhǎng)大較快。基于熱暴露后奧氏體晶粒尺寸實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了300M鋼奧氏體晶粒長(zhǎng)大模型，該模型可用于求解該材料熱變形前晶粒尺寸。
　　基于熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了300M鋼的熱變形行為。研究表明：該材料在不同的熱變形條件下，存在雙峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型及單峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型兩種特征類型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。根據(jù)Arrhenius雙曲正弦方程，

3、建立了300M鋼的本構(gòu)關(guān)系模型，獲得了變形激活能Q為336.9788kJ/mol，求出了300M鋼在不同變形參數(shù)下的Z參數(shù)。Z參數(shù)的變化規(guī)律表明：當(dāng)lnZ大于33.37時(shí)，300M鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈雙峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型；而當(dāng) lnZ小于33.37時(shí)，300M鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈單峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型。
　　基于對(duì)300M鋼微觀組織觀察與分析，研究了熱變形條件與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明：變形前的晶粒尺寸越小，則變形后晶

4、粒尺寸越??；應(yīng)變速率減小和變形溫度升高均會(huì)使得變形后平均晶粒尺寸增大，但變形組織尺寸均勻性增加；當(dāng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈雙峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型時(shí)，其熱變形過程發(fā)生兩輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；當(dāng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈單峰不連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型時(shí)，其熱變形過程僅發(fā)生一輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；若發(fā)生兩輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，則當(dāng)?shù)谝惠唲?dòng)態(tài)再結(jié)晶的再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80％時(shí)，第一輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶結(jié)束。
　　基于300M鋼流變數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分別對(duì)該材料的兩輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶構(gòu)建了動(dòng)態(tài)再