高碳钢的温变形行为_熊毅
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。
二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。
2、热处理后的试件进行硬度测试。
3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。
三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K·HB式中：σb——材料的抗拉强度值HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
X100管线钢的高温变形力学行为
压 缩 试 验 。 样 以 １ Ｃ／ 的 升 温 速 率 加 热 到 试 ０。 Ｓ １２ ０℃， 温 １ ０ Ｓ 再 以 ３℃／ ０ 保 ８ ， ｓ的冷 却 速 率 分 别 冷却 至 １ｉ ０ １０ ０ ９ ０ ９ ０ ８ ０ ８ ０ ８ ０。 ０ 、 ０ 、５ 、０ 、 ７ 、 ３ 、 ０ Ｃ
Ｃ
０ ０ ． ５
来越 大 ， 但大 部分 油气 田都 远离 消费 市场终 端 ， 并
且 地理 环境 恶劣 ， 对 油 气 的输 送 提 出 了更 高 的 这 要 求 。采用 高级 别 钢 作 为 输 送用 管线 钢 ， 降 低 可
Ｓ ｉ
０ ２ ． ５
Ｍｎ
变 形 力 学行 为 ０ ０管
齐 亮 。赵 征 志 赵爱 民 ， ，
（． 京 科技 大 学 冶 金 工 程 研 究 院 ， 京 ，０ ０ ３ ２ 江 西 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 西 赣 州 ，４０ ０ １北 北 １ ０ ８ ；． 江 ３１０）
２ 结 果 与分 析
２ １ 变 形 温 度 对 变 形 抗 力 的 影 响 ． 图 １所 示 为 应 变 量 为 ０ ４时 试 样 的 变 形 抗 力 ．
随变 形 温 度 的变 化 情 况 。 由图 １中可 知 ， 同 的 相 应变 速率 下 ， 变形抗 力 随变形 温 度 的升高 而减小 ，
淬 透性 ， 、 ｉ Ｎｂ Ｔ 能够 细 化 晶粒 并且 低 温 时 以碳 氮 化 物形式 析 出 ， 制 或 延 迟再 结 晶发 生［ ］ 增 加 抑 １ ，
材 料 轧 制 时 的变 形 抗 力 ， 变 形 抗 力 变 化 对 板 形 、 而 厚 度 等生产 要 素 的控 制 有 着 重要 的 意 义［ ］ 国 ３ 。
82B高碳钢热变形行为研究
发生 动态再 结Байду номын сангаас晶 ； 随着 变形 的继 续进 行 ， 属 内部 金 不断发 生动 态再结 晶 ， 在应 力一 变 曲线上 的表 现 应
收 稿 日期 ： ０ ＯＯ 一 ７ ２ １— ６ Ｏ
８ 碳 钢 热 变 形 行 为 研 究 ２ Ｂ高
张 云祥 ，余 弛 斌 ， 乃 勤 ，赵 嘉 蓉 杭
（ 汉科技大学材料与冶金学院 ， 武 湖北 武 汉 ，３ ０ １ ４０８）
摘 要 ： 用单 道 次 热 压 缩 实验 方 法 ， Ｔｈ ｒ ｍａ ｔｒ 采 在 ｅｍｏ ｓｅ— Ｚ型 热 模 拟 试 验 机 上 模 拟 高碳 钢 高 速 线 材 热 轧 变 形 过 程 动 态再结晶行为 ， 定 ８Ｂ高碳钢在 变形 温度 为 ８ ０ １ １ ０℃ 、 测 ２ ０ ～ ０ 变形 速 率 为 ０ １ ５ 、 形 程 度 为 ０ ． ０ ． ～ ０ｓ 变 ～０ ６
１ 实验 材 料 及 方 案
试 样取 自某 高 速 线 材 车 间 ｓ ｗＲＨ８ Ｂ高 碳 ２
钢坯 ， 其化 学成 分 （ ） ： ． ２ Ｃ， ． １ Ｓ ， Ｗ 为 ０ ８ ％ ０ ２ ｉ
０． ４ ７ Ｍ ｎ， ０１ ０． ６ Ｐ ， ．０ ３ ０ ０ Ｓ， ．０１ ０ ６ Ｃｕ，
第 ３ ３卷第 ５期 ２１ ０ ０年 １ 月 ０
武
汉
科
技
大
学
学
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Ｖｏ ． ３， ． １ ３ Ｎｏ ５
Ｊｏ ｒ ｌｏ ｕ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃｅ ｅ ａ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｕ ｎａ ｆ Ｗ ｈａ ｉ ｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
等通道弯角挤压过程有限元分析与挤压模具优化设计
第56卷第2期中国铸造装备与技术2021年3月Vol.56No.2CHINA FOUNDRY MACHINERY&TECHNOLOGY Mar.2021等通道弯角挤压过程有限元分析与挤压模具优化设计徐淑波，孙化鑫,任国成，景财年,李婷婷(山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101)摘要:等通道角挤压(ECAP)工艺可以积累足够的变形量来制备大块超细晶材料。
通过对模具转角和模具中心角半径对挤压过程影响的有限元分析,得出了等通道弯曲角挤压过程的变形机理，得到了优化的模具几何尺寸和工艺参数，为等径弯曲角挤压模具设计提供了可靠的理论数据参考。
为实现常温下块体金厲材料的反复挤出，在不改变挤压件横截面几何形状的基础上，使挤压件累积较高的应变达到晶粒细化，从而制备出无疏松孔洞的块体超细材料。
通过改进凹模、压套以及凸模等这些具有预应力结构的模具，实现了更加完善的等通道弯角冷挤压工艺。
关键词：等通道弯角挤压;超细晶粒材料;有限元分析;预应力模具中图分类号:TG376；TP39文献标识码:ADOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2021.02.011文章编号：1006-9658(2021)02-0049-05"前言晶粒细化，从而制备出无疏松孔洞的块体超细材材料的内在微观结构对外在宏观特性具有重要影响，根据Hall-Petch公式,一般情况下材料晶粒平均几何尺寸越小其屈服强度和硬度越高[1-3],因此，寻求可有效细化晶粒材料的工艺具有重要的应用前景。
大塑性变形等通道挤压(ECAP)是制备高性能块体超细晶材料中发展最快的变形技术之一旧目前,变形材料以镁、铝、铜和锌及其合金为主，用钢铁材料进行ECAP变形的试验较少*5-1°-。
这一过程是目前制备块状超细晶粒材料最有工业前景的工艺之一，其细化晶粒的机理在于使挤压件通过一个具有一定拐角的等横截面管道的模具反复挤出，从而在不改变挤压件横截面几何形状的基础上，使挤压件累积较高的应变达到收稿日期：2020-12-08；修订日期：2021-01-23基金项目：国家'(科学基金(41305124);山东1重点研发计划(201766X30128);2019年山东1新旧动能转换重大课题攻关项目(高端装备产业)。
Q345E钢冷却过程中相变的研究
摘 要：通过模拟试验，测定了 @345E 钢的 CCT 图，确定了不同冷却条件下钢中相变的开始点和终了点， 研究了变形量对转变开始点的影响，发现高于再结晶温度时转变开始温度随着变形量的增加而升高，这是变 形诱导相变影响的结果。文中还用 CCT 图曲线对现场冷却过程的相变进行了模拟分析。
关键词：微合金钢；相变；再结晶；模拟；控制冷却 中图分类号：Tg111 . 7 文献标识码：A 文章编号：1001 - 144（7 2005）01 - 0005 - 03
图 3 试样的温度—膨胀量曲线
图 1 试样的模拟工艺示意图
·6·
图 4 CCT 曲线图
3.2 复合冷却试验处理 从实验得到试样的时间—膨胀量曲线图 5 可
以看出对于该试样的时间—膨胀量曲线没有很明 显的转变开始及终了点，为了更加准确确定曲线中 的相变转变点，将试验的冷却过程曲线绘制在 CCT 曲线中，冷却过程曲线与 CCT 曲线的交点温度值
（1）浸入式水口底部形状对结晶器内钢液流场 和温度场有很大影响，其原因在于不同的底部结构 对降低钢液注流湍动能和改变射流角的程度不同；
（2）凹型底部结构浸入式水口对钢液注流缓冲 作用最明显，相同条件下，将导致冲击深度减小，这 将有利于氩气泡的上浮和夹杂物的去除；
（3）浸入式水口的底部结构形状对结晶器内温
度场的影响表现最为明显，凸型底部结构浸入式水 口的高温区与平底结构水口、凹底结构水口相比位 置低，液面温度最低，冲击点温度最低。
2005 年 2 月
February 2005
钢铁研究
Research on Iron & SteeI
第 1 期（总第 142 期）
No. 1 （Sum142）
@345E 钢冷却过程中相变的研究
变形温度与冷却速率对含Nb中碳钢晶粒细化的影响
第44卷 第4期 2009年4月钢铁Iron and SteelVo l.44,N o.4April 2009变形温度与冷却速率对含Nb 中碳钢晶粒细化的影响赵英利1,2, 时 捷2, 董 瀚2, 谢 刚1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093; 2.钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)摘 要:利用G leeble 1500热模拟试验机,以含N b 中碳钢为研究对象,研究了不同变形温度与冷却速率对再加热淬火后奥氏体晶粒细化的影响及其晶粒细化的机制。
结果表明:经热变形后直接淬火+再加热淬火工艺得到的奥氏体晶粒尺寸均小于10 m,且随热变形温度的降低,原奥氏体晶粒由等轴晶粒变成扁平化晶粒,经再加热淬火后,得到的奥氏体晶粒逐渐细化;与变形后以5 /s 冷速缓冷的工艺相比,变形后直接淬火经再加热淬火后的奥氏体晶粒细化更明显。
关键词:晶粒细化;再结晶;直接淬火;逆相变中图分类号:T G 142 4 文献标识码:A 文章编号:0449 749X (2009)04 0077 05Effect of Deformation Temperature and Cooling Rate on GrainSize Refining of Medium Carbon Nb Bearing SteelZH AO Ying li 1,2, SH I Jie 2, DONG H an 2, XIE Gang 1(1.School of M ater ial and M etallurg y Engineer ing ,Kunming U niv er sity of Science and T echnolog y,K unming 650093,Yunnan,China; 2.Institute for Structural M ateria ls,Centr al I ron and Steel R esear ch Institute,Beijing 100081,China)Abstract:By using Gleeble 1500machine,the effect of differ ent defo rmatio n temper ature and cooling rate o n gr ain refinement o f austenite g rains after reheat quenching and the mechanism of g rain refinement wer e studied.T he re sults show that austenite g rains size are all less than 10 m by hot defo rm follo wed by direct quenching,and then re heat quenching ,austenite g rains r efining wit h decreasing defo rmation temperature as a r esult of pr io r austenite gr ains become fro m equiax ed g rains to pancake g rains;T he finer austenite g rain can be obtained by hot defo rm fo l low ed by dir ect quenching and then r eheat quenching ,compared w ith hot deform fo llow ed by slow cooling at 5 /s and then r eheat quenching.Key words:g r ain refinement;recr ystallizatio n;direct quenching;rev erse transfor mation作者简介:赵英利(1981 ),男,博士生; E mail :zyl8401292@163 com; 修订日期:2008 07 31钢铁结构材料正在朝 超细晶、高洁净、高均匀!的 新一代钢铁材料!发展,其中核心技术是超细晶,按照H all Perch 关系式,通过将当前工业细晶粒尺寸(一般为20 m 左右)细化一个数量级,钢铁材料的强度可提高一倍,同时保持良好的塑性和韧性配合[1]。
炼钢中的微观组织控制和相变行为
炼钢中的微观组织控制和相变行为炼钢是一项十分重要的工程领域。
随着现代工业和生活的发展，人们对炼钢技术不断提出新的要求。
如今，炼钢中的微观组织控制和相变行为成为了人们关注的焦点之一。
本文将介绍炼钢中的微观组织控制和相变行为的相关知识。
炼钢中的微观组织指的是钢材中的晶粒、相、缺陷等微观结构，这些结构的特性决定了钢的力学性能和物化性质。
合理控制钢的微观组织，可以提高钢的综合性能，满足不同领域的需求。
炼钢中的微观组织控制主要通过温度控制、组分控制、等静压、变形加工等手段来实现。
温度控制是炼钢中影响晶粒组织形态和尺寸的主要因素。
晶粒大小和形状对钢的组织性能和力学性能具有重要影响。
在炼制钢的过程中，通过调控加热温度、保温时间和冷却速率等参数，可以控制晶粒尺寸和形状。
通常情况下，高温下晶粒生长较快，而低温下晶粒生长较慢。
因此，通过适当降低加热温度和保温时间，可以控制晶粒尺寸。
另外，加入一定量的晶界抑制剂可以有效地控制晶粒尺寸和形状。
组分控制是指通过准确测量和调控炉料中的成分，来实现钢材中相变的控制。
钢材的化学成分决定了钢材中的相组成和量，从而影响钢材的性能。
例如，通过加入适量的合金元素和气体元素，可以有效地控制晶体内部的夹杂物含量，从而提高钢材的韧性和强度。
等静压是一种控制钢材组织的有效手段。
静压在钢材的加工过程中起着非常重要的作用。
压力的施加会使晶体中存在的碎块或薄片的扭曲变形而被消除，并通过配合作用消除结构中的间隙，从而改善钢的密实度。
静压的大小和施加时间可以控制钢材中的缺陷类型、数量和尺寸。
变形加工是一种通过施加外力使钢材产生塑性变形，从而控制钢材的微观组织的方法。
对钢材加热至临界温度以上后，将其冷却至室温以下，并通过轧制、锻造、拉拔等加工方式实现钢材内部的結構改变，从而改变钢的性能和结构。
与微观组织控制相关的一个重要概念是相变行为。
钢材在加工过程中会发生相变，包括固态相变、液-固相变等，这些变化与钢材的性能和组织结构密切相关。
超高强钢300M的热变形行为与微观组织演化规律
通 电加热试样方 法 ，计算 机按 预定 程序 自动控制实 验机 卡 头运动和试 样温度并 自动采 集实验 的载荷 、位移 和温度 数
据 。每个试 样先 升温 到 １０ ℃均温 ５ 后再降至所变形温度 ２０ ｓ 开始压缩变形 。变形结 束后快 速取出淬水 以保存 变形时 的 微观组织 。用线 切割方法过轴 线竖直 剖分变形 后试 样 ，在 光学显微镜下观察微观组 织。通常情况下 取试样 变形最 大 的中心部位进行微观组织 观察 和照相 。 根据普通热锻的温度范 围和应变 速率范 围 ，本 文设 定 ３ ０ 热压缩 实验 的温度 范 围和初 始 应变 速率 范 围如表 ２ ０Ｍ 所示 。这是常速 压缩 实验 ，表 ２中标 出是初 始 应变 速率 ， 变形过程 中应变速率将 随变形而增加 。为了观察 动态再 结 晶完 成 以后 晶粒 演 化 规 律 ，大 多 数 试 样 的 压 下 量 均 为 ６ ；为了观察再结晶随变形 的发展 过程 ，本 文也进行 了 Ｏ 不 同压下量 的压缩实验 。
Ｉｉａ ｓｒｉｒｔ／一 ｎｔ ｌ ｔａｎａｅｓ １ ｉ
Ｈｉｈ ｒｄ ｃｉｎ ｇ ｅ ｕ ｔ ／ ｏ
１ ０ ０ ３ １ ０ ０ ２ １０ ０ １ ． ×１ — ，． ×１ — ，． ×１ —
３ ， ４ ， ５ ， ６ ０ ０ ０ ０
图 １ 试样材料初始微观组织照片 （ ０ ） ×１０
（ ２０ １ ０ ℃保 温 ５ ） ｓ
表 １ 超高强钢 ３ ０ 的化 学成分 ０Ｍ
Ｔａ ． Ｃｈ ｍｉａ ｏ ｏ ｅ ｔ ｆｕｔａ ｈｇ ｂ１ ｅ ｃ ｌ ｍｐ ｎ ｎ ｓｏ ｌ － ｉｈ ｃ ｒ
ｓ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ０ Ｍ ｔ ｅ ｇ ｈ ｓｅ ｌ ０ ３
的重要功能 。为 了提高锻件 的组织性 能 ，近年来 国内外 对 这种钢 的热变形行为 、微观组 织演化规 律和热 加工工 艺进 行 了很多研 究ｌ 。值 得注 意 的是 ，在一 些材 料研 究 的论 ＿ 】 ’ 文 中，能够看到的只是一些金 相照 片以及微观 组织演 化 的 定性描述 。在计算技术迅 速发展 的今天 ，为 了开展 塑性成 形工艺数值模拟和微 观组织演化 的预测 ，更希 望给 出材料 热压缩实验 在 Ｇ ｅｂｅ５０热力模拟试验机进行 ，采用 ｌｅｌ１０
好文：钢在冷却时的转变之贝氏体
好文：钢在冷却时的转变之贝氏体钢在冷却时的转变之贝氏体的组织形态、性能、特点一、定义1.贝氏体（中温转变）：当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时，将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变，其转变产物叫贝氏体或贝茵体；2.贝氏体转变特点：具有某些珠光体转变和马氏体转变的特点：•同珠光体转变相似之处：贝氏体也是又铁素体+碳化物组成的机械混合物，在转变过程中发生在铁素体中的扩散；•同马氏体转变相似之处：奥氏体向铁素体的晶格改组是通过切变方式进行的；•贝氏体转变是由扩散、共格的转变；二、贝氏体的组织形态1.分类：碳含量ωC形成温度℃贝氏体形态特征ωC ＞0.4600~350℃上贝氏体羽毛状350℃~Ms下贝氏体黑色针状1）上贝氏体显微组织形貌：•在光学显微镜下：中、高碳钢的上贝氏体组织的典型特征呈羽毛状；•在电子显微镜下：上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的、短杆状的渗碳体所组成；•上贝氏体中的铁素体含过饱和的碳，存在位错结构；铁素体的形态和亚结构与板条马氏体相似，但其位错密度比马氏体要低2~3个数量级；•形成为温度下降，上贝氏体中的铁素体条宽度变细，渗碳体丝滑且弥散度增大；•上上贝氏体中的铁素体条间还可能存在未转变的残留奥氏体。
•上贝氏体组织示例图片：2）下贝氏体显微组织形貌•在光学显微镜下：呈黑色针状，它可以在奥氏体晶界上形成，但更多时在奥氏体晶粒内沿着某些晶面单独地或成堆地长成针叶状；•在电子显微镜下：下贝氏体由碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细碳化物组成。
•下贝氏体中的含碳量高于上贝氏体中的铁素体；其立体形态，同片状马氏体的一样，也呈现凸透状；•下贝氏体亚结构高密度位错，位错密度比上贝氏体中的铁素体高；•下贝氏体组织示例图片：3）粒状贝氏体显微组织形貌•一般在低碳钢及低、中碳合金钢中在特定状态下存在；•形成温度：一般在上贝氏体形成温度以上和奥氏体转变为贝氏体最高温度（B S）以下范围内；•光镜下组织特征：大块状或针状铁素体内分布着一些颗粒状小岛（这些小岛在高温下原是富碳奥氏体区）；•一些研究表明，大多数结构钢，无论C曲线形状如何，也无论是连续冷却还是等温冷却，只要冷却过程控制在一定范围内，都可以形成粒状贝氏体，并且其组织也是多种多样的；三、贝氏体的性能1）贝氏体的性能影响因素•主要取决于其组织形态；贝氏体是铁素体和碳化物组成的双相组织，其中各相的形态、大小和分布都影响贝氏体的性能2）上贝氏体的性能上贝氏体形成温度较高，铁素体晶粒和碳化物颗粒较粗大，碳化物呈短杆状平行分布在铁素体板条之间，铁素体和碳化物分布有明显的方向性。
《2024年形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》范文
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》篇一一、引言管线钢是石油、天然气等能源运输的重要材料，其中X70HD 抗大变形管线钢以其出色的抗大变形能力和高温稳定性，被广泛应用于石油天然气等能源输送工程。
其抗变形能力的核心要素，受到众多参数影响，特别是形变参数对高温变形行为具有关键性作用。
本研究致力于深入探索形变参数（如应变速度、温度和应变量）对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响。
二、材料与方法本部分详细介绍了研究方法及所用材料。
X70HD抗大变形管线钢作为研究对象，采用热模拟试验机进行高温形变实验。
实验过程中，重点控制形变参数，包括应变速度、温度和应变量等。
通过对比不同形变参数下的材料变形行为，分析其影响规律。
三、结果与讨论（一）应变速度对X70HD管线钢高温变形行为的影响实验结果显示，随着应变速度的增加，X70HD管线钢的流变应力增大，即材料抵抗变形的能力增强。
这是因为高应变速度下，材料的内部组织结构更容易形成动态再结晶过程，增强材料的强度和硬度。
但过高的应变速度可能导致热力学过程的不稳定，因此存在一个最优的应变速度范围。
（二）温度对X70HD管线钢高温变形行为的影响在高温环境下，X70HD管线钢的变形行为受到显著影响。
随着温度的升高，材料的流变应力降低，即材料抵抗变形的能力减弱。
这是因为高温环境下，材料的内部原子活动加剧，使得材料更容易发生塑性变形。
然而，过高的温度也可能导致材料晶粒的粗化以及机械性能的下降。
因此，需要在满足变形要求的前提下选择合适的温度范围。
（三）应变量对X70HD管线钢高温变形行为的影响实验表明，随着应变量的增加，X70HD管线钢的流变应力逐渐增大，说明材料的抗变形能力逐渐增强。
这主要是因为应变量增加时，材料的内部结构发生明显的变化，产生更多的晶格畸变和亚结构转变。
但过大的应变量也可能导致材料性能的过度消耗和损伤。
四、结论本研究通过实验分析发现，形变参数（应变速度、温度和应变量）对X70HD抗大变形管线钢的高温变形行为具有显著影响。
高碳钢变温马氏体相变温度场及组织场数值模拟
随着淬火冷却过程的进行，温度和组织持续改变，对 组织转变影响的主要因素是温度。对于马氏体相变而 言，当前温度下相变动力特征由温度决定。马氏体相变 的体积分数是分析马氏体相变动力学的基础，因此，加强 对马氏体相变过程中组织变化与温度的耦合分析能为后 续马氏体相变动力学的研究提供理论基础［1］。
本文针对高碳钢 T12 钢，利用 ANSYS 软件，结合自定 义子程序对连续冷却条件下马氏体相变的温度、组织场 变化过程进行研究。首先根据实测得到的水淬换热系数 计算温度场，然后根据温度场模拟组织分布规律，进而得 到 T12 钢马氏体体积分数的变化规律，为高碳钢马氏体
相变动力学研究提供一定理论依据。
1 马氏体相变温度场的数值模拟
1.1 热传导方程 试件在淬火过程中的传热方式主要以热对流和热传 导为主。在试件内部，热量是靠热传导方式进行传递的， 在试件表面则以热对流方式为主。在淬火过程中，温度 场分布被改变，而温度场的改变将对微观组织及热应力 分布造成直接影响。因此，温度场分布模拟，应首先构建 淬火过程中热过程的本构关系及热传导数学模型。本文 选用傅立叶传热方程为主要的固体传热方程［2］。
关键词：高碳钢；马氏体相变；组织场；数值模拟
中图分类号：TG161
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2018）20-0042-03
Numerical Simulation of Temperature and Microstructure Field on High-Carbon Steel Temperature-changed Martensitic Transformation
摘 要：本文应用 ANSYS 软件对高碳钢马氏体相变过程进行有限元模拟。选用非扩散型相变经验公式、等效
《2024年钢中渗碳体温变形机制分析》范文
《钢中渗碳体温变形机制分析》篇一一、引言钢作为一种重要的金属材料，其性能的优劣直接关系到各种工业产品的质量与使用寿命。
渗碳作为一种常用的热处理工艺，对于改善钢的性能起着关键作用。
然而，在渗碳过程中，由于温度变化引起的内部应力及微观结构的变化往往会导致钢的体积变形。
本文将对钢中渗碳体温变形机制进行详细分析，为优化渗碳工艺、减少变形提供理论依据。
二、钢中渗碳过程概述钢的渗碳过程主要是将钢件置于含有活性碳的介质中，通过加热和保温使碳原子渗入钢件表层的过程。
这一过程中，钢件的表面碳含量增加，从而提高其硬度、耐磨性和疲劳强度。
然而，由于温度的升高和碳原子的扩散，钢件内部会产生热应力和组织应力，这些应力是导致钢件体积变形的主要原因。
三、渗碳体温变形机制分析1. 热应力引起的变形在渗碳过程中，由于温度的升高，钢件各部分热膨胀程度不同，导致内部产生热应力。
这种热应力主要表现在钢件的表层和心部之间，由于表层受热较快，膨胀也较快，而心部受热较慢，膨胀较慢，因此表层受到心部的约束而产生压应力，心部则产生拉应力。
当温度降低时，这种热应力会导致钢件发生变形。
2. 组织应力引起的变形在渗碳过程中，由于碳原子的扩散和固溶体的形成，钢件的微观组织发生变化。
这种组织变化导致钢件内部产生组织应力。
当新形成的组织与原有组织之间的弹性模量存在差异时，便会产生应力。
此外，碳原子的扩散还会导致晶格畸变和晶界滑动等现象，进一步加剧了组织应力的产生。
组织应力是导致钢件体积变形的另一重要原因。
四、减少渗碳体温变形的措施1. 优化渗碳工艺：合理控制加热速度、保温时间和降温速度等工艺参数，以减小热应力的产生。
2. 采用预处理工艺：通过预先对钢件进行热处理或机械处理，使其内部残余应力得到释放或减小，从而降低变形风险。
3. 选择合适的材料：选用具有良好热稳定性和组织稳定性的钢材，以减小变形风险。
4. 严格质量控制：加强渗碳过程的质量控制，确保工艺参数的准确性和稳定性，以减少变形的可能性。
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，抗大变形管线钢在石油、天然气等能源输送领域的应用日益广泛。
X70HD抗大变形管线钢作为一种重要的材料，其高温变形行为的研究对于提高其使用性能和延长使用寿命具有重要意义。
本文旨在研究形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响，为该类材料的进一步应用提供理论依据。
二、文献综述近年来，关于管线钢高温变形行为的研究逐渐增多，主要集中在材料的微观结构、力学性能以及形变参数对变形行为的影响等方面。
X70HD抗大变形管线钢作为一种高性能的钢材，其高温变形行为的研究对于提高其抗大变形能力和耐高温性能具有重要意义。
目前，关于形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响的研究尚不充分，因此有必要对其进行深入研究。
三、研究内容与方法1. 材料与实验方法本研究选用X70HD抗大变形管线钢为研究对象，通过高温拉伸实验和金相显微镜观察等方法，研究形变参数对其高温变形行为的影响。
2. 形变参数的设置形变参数主要包括应变速率、温度和应变等。
在实验中，我们设置了不同的应变速率和温度条件，通过改变应变来研究形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响。
3. 实验结果与分析通过高温拉伸实验，我们得到了X70HD抗大变形管线钢在不同形变参数下的应力-应变曲线。
根据实验结果，我们分析了形变参数对材料高温变形行为的影响。
四、形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响1. 应变速率的影响应变速率是影响材料高温变形行为的重要因素之一。
实验结果表明，随着应变速率的增加，X70HD抗大变形管线钢的流变应力增大，材料的塑性降低。
这表明在较高的应变速率下，材料的抗大变形能力降低。
2. 温度的影响温度是另一个影响材料高温变形行为的重要因素。
实验结果表明，随着温度的升高，X70HD抗大变形管线钢的流变应力降低，材料的塑性提高。
《钢中渗碳体温变形机制分析》范文
《钢中渗碳体温变形机制分析》篇一一、引言随着现代工业技术的不断进步，钢铁材料因其高强度、高韧性及良好的可塑性，广泛应用于各个工业领域。
然而，在钢铁材料的生产和使用过程中，特别是在渗碳过程中，其内部结构会发生复杂的物理变化，导致温度变形现象。
本文旨在深入分析钢中渗碳时温度变形的机制，为优化钢铁生产过程和防止温度变形提供理论依据。
二、钢中渗碳过程概述在钢铁制造过程中，渗碳是一种重要的热处理工艺，主要用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。
在这一过程中，碳元素从表面向钢的内部渗透，伴随着碳元素浓度的梯度分布和钢内部组织结构的调整。
渗碳过程往往涉及到高温环境，这导致钢内部产生温度变化。
三、钢中渗碳时的温度变形机制（一）温度对钢中原子扩散的影响在高温下，原子运动加快，这是渗碳过程中碳元素扩散的主要机制。
温度越高，原子扩散速度越快，这导致钢的内部结构发生变化。
在某一温度下，这种快速原子扩散和重排会引起内部应力积累，最终可能导致钢的形状或尺寸发生改变。
（二）热应力导致的变形在加热和冷却过程中，由于各部分受热不均，钢材内部会形成热应力。
如果热应力超过了材料的屈服强度，就会引起钢材的宏观变形。
特别是在冷却阶段，由于材料内外部分温度梯度较大，更容易发生变形。
（三）相变引起的变形在渗碳过程中，随着碳含量的变化，钢的相结构也会发生变化。
这些相变往往伴随着体积的变化，从而引起材料的宏观变形。
此外，相变还可能产生内部应力，进一步加剧了温度变形的程度。
四、温度变形的预防与控制措施（一）优化渗碳工艺参数通过控制渗碳过程中的温度、时间等参数，可以减缓原子扩散速度和降低热应力。
同时，合理的冷却方式也能有效减少相变引起的变形。
（二）采用先进的热处理技术采用先进的热处理技术如激光处理或快速加热冷却技术等，能更精确地控制材料的温度变化过程，从而减少变形现象的发生。
（三）使用高质量的合金元素在钢铁中添加一些具有特殊性质的合金元素如钨、钼等，能提高材料的热稳定性和抗变形能力。
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》
《形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为影响研究》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，抗大变形管线钢在高温环境下的应用日益广泛。
其中，X70HD作为一种高强度、抗大变形的管线钢材料，在能源输送和工程项目中具有重要的作用。
然而，其在实际应用中常常面临高温变形的挑战。
因此，研究形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响，有助于提高材料在高温环境下的使用性能和可靠性。
二、文献综述在过去的几十年里，国内外学者对管线钢的高温变形行为进行了广泛的研究。
研究结果表明，形变参数如应变速率、温度和应变量等对管线钢的变形行为具有显著影响。
这些形变参数的调整可以有效地改善材料的力学性能和抗大变形能力。
然而，针对X70HD抗大变形管线钢的高温变形行为研究尚不够充分，需要进一步深入探讨。
三、研究方法本研究采用热模拟实验和金相分析等方法，系统地研究形变参数对X70HD抗大变形管线钢高温变形行为的影响。
首先，通过热模拟实验，观察在不同应变速率、温度和应变量下X70HD 的变形行为；其次，利用金相显微镜分析材料的微观组织结构变化；最后，结合实验结果和理论分析，探讨形变参数对X70HD 高温变形行为的影响机制。
四、实验结果与分析1. 应变速率的影响实验结果表明，随着应变速率的增加，X70HD的流变应力增大，变形抗力增强。
这是由于应变速率的增加导致材料内部位错运动受阻，使得材料在变形过程中需要更大的外力。
此外，高应变速率下材料的微观组织结构发生变化，晶粒细化程度增加，有利于提高材料的抗大变形能力。
2. 温度的影响温度对X70HD的高温变形行为具有显著影响。
随着温度的升高，材料的流变应力降低，变形抗力减小。
这是由于温度升高使得材料内部原子活动能力增强，位错运动更加容易，从而降低了变形过程中的外力需求。
然而，过高的温度可能导致材料晶界滑移和晶界氧化等现象，对材料的抗大变形能力产生不利影响。
3. 应变量的影响应变量对X70HD的变形行为也具有重要影响。
等温球化退火温度对高碳钢组织的影响
等温球化退火温度对高碳钢组织的影响高碳钢是一种含有较高碳含量的钢材，其碳含量通常在0.6%到1.5%之间。
与低碳钢相比，高碳钢具有更高的硬度和强度，但也更脆。
为了提高高碳钢的可加工性和韧性，可以采用等温球化退火工艺。
等温球化退火是将材料加热到一个特定温度，然后在这个温度保持一段时间，并最终冷却。
在高碳钢中，等温球化退火温度对组织和性能有着重要的影响。
首先，等温退火温度决定了碳的析出形式。
在高温下，碳原子倾向于从晶格中溢出并形成球化的颗粒。
球化的颗粒会增加钢材的韧性和延展性，减少脆性。
因此，合适的等温球化退火温度可以促使碳原子球化并改善高碳钢的组织。
其次，等温球化退火温度对高碳钢的晶粒尺寸和形态也有影响。
晶粒尺寸通常与材料的机械性能和韧性密切相关。
较高的退火温度可以导致晶粒长大，而较低的退火温度则导致晶粒细化。
在高碳钢中，较大的晶粒会降低钢材的硬度，但也会降低其临界应变能。
因此，适当的等温退火温度可根据需要选择晶粒尺寸。
此外，等温球化退火温度可以改变高碳钢中的亚晶结构。
亚晶结构是介于晶体和非晶体之间的结构形态，对材料的韧性和抗应力腐蚀性能起着重要作用。
适当的退火温度可以促使高碳钢中的亚晶结构形成，并提高材料的塑性和韧性。
最后，等温球化退火温度还可以影响高碳钢中的残余应力和孪晶形成。
高温下的退火可以减小材料中的残余应力，从而降低材料在使用过程中的应力集中和变形。
此外，适当的退火温度还可以抑制高碳钢中的孪晶形成，从而提高材料的韧性和耐腐蚀性。
总之，等温球化退火温度对高碳钢的组织和性能有着显著的影响。
通过适当调节退火温度，可以改善高碳钢的可加工性和韧性，提高其抗脆性和强度。
然而，需要注意的是，过高的退火温度可能导致晶粒长大，从而降低硬度和强度。
因此，在等温球化退火过程中，需要综合考虑材料的成分、性能需求和退火温度的选择，以获得最佳的组织和性能。
高速工具钢的高温微观变形与结构演化分析
高速工具钢的高温微观变形与结构演化分析高速工具钢在高温环境下的微观变形与结构演化是一个关键的研究领域，它对于理解高速工具钢在实际工作条件下的性能、耐久性以及材料加工过程中的变形行为具有重要意义。
本文将从微观层面出发，对高速工具钢的高温微观变形与结构演化问题进行分析和探讨。
高温条件下，高速工具钢的微观变形主要表现为塑性变形和相变行为。
塑性变形是指在高温下，钢材中的晶体结构发生变形，形成新的晶体结构。
这种变形过程是一个动态的过程，通常伴随着晶界滑移、晶界扩散以及晶界重组等现象。
相变行为指的是在高温下，高速工具钢中的相组成发生变化，形成新的相结构。
这种相变过程通常伴随着晶格畸变、相界生成和相界移动等现象。
在高温下，高速工具钢的微观变形与结构演化受到多种因素的影响，包括温度、应力、变形速率以及材料本身的成分等。
温度是决定高速工具钢微观变形行为的重要因素。
随着温度的升高，高速工具钢的塑性变形能力增强，晶体结构发生部分溶解和重排，晶体间晶界的移动和扩散速率加快，从而影响材料的力学性能和变形行为。
应力是指材料受到的外部力作用，它是引起高速工具钢微观变形和结构演化的驱动力。
应力越大，高速工具钢在高温下的塑性变形和相变行为越明显。
变形速率是指材料的变形速度，它与变形过程中的失稳现象、流变学行为以及位错运动等密切相关。
材料本身的成分也会对高速工具钢的微观变形和结构演化产生重要影响，不同成分的高速工具钢在高温下的变形行为和相变行为存在差异。
高温微观变形与结构演化的研究主要通过实验和模拟两种方式进行。
实验方法主要包括金相显微镜观察、透射电子显微镜观察、X射线衍射分析以及扫描电子显微镜等。
这些实验方法可以直接观察和分析高速工具钢的微观组织、晶界结构以及相组成变化，从而揭示高温下的微观变形和结构演化机制。
模拟方法主要包括分子动力学模拟、有限元模拟以及相场模拟等。
这些模拟方法可以通过数学建模和计算模拟，模拟高温下高速工具钢的微观变形行为和结构演化过程，从而辅助实验结果的解释和预测。
M组织碳钢的碳含量对温变形行为的影响
M组织碳钢的碳含量对温变形行为的影响王书强;甘美露;冯秀梅;张发伦;谢建平;顾寒菲【摘要】利用Gleeble 3500热力模拟试验机,对Q235钢淬火马氏体(M)组织、45钢M组织、及T12钢淬火粗片状M组织进行单轴温压缩实验,测定三种钢淬火组织的应力-应变曲线,研究碳含量对其流变行为的影响.测试结果表明:在相同的变形温度和应变速率下,三种钢温变形的流变应力随着碳含量的增加而增大;其中T12钢流变应力最高,45钢次之,Q235钢最低.【期刊名称】《现代冶金》【年(卷),期】2018(046)006【总页数】4页(P12-15)【关键词】力学性能;碳含量;马氏体;温变形;流变应力【作者】王书强;甘美露;冯秀梅;张发伦;谢建平;顾寒菲【作者单位】江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434;江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434;江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434;江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434;江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434;江阴市产品质量监督检验所,江苏江阴214434【正文语种】中文【中图分类】TG115.5引言为了适应和满足21世纪社会发展的需求，世界各国非常重视钢铁材料的研究开发。
钢铁材料流变应力的大小是保证实现加工时发生充分塑性变形的关键，对其塑性加工性能及有限元模拟的预报精度有很大的影响。
多年来对材料流变应力的研究报道主要集中在冷、热加工领域，而对温加工的相关研究报道较少[1-2]。
与热加工比，温加工的零件不但尺寸精度高，基本没有氧化和脱碳等问题，而且能够较强烈地细化微观组织，并能较大幅度地提高力学性能[3]。
1 试验过程1.1 试验材料试验材料为Q235钢、45和T12钢棒材，其化学成分如表1所示。
表1 试验用钢的化学成分/%钢种w(C)w(Si)w(Mn)w(P)w(S)w(Cu)w(Ni)w(Cr)w(Fe)Q2350.170.370.680.0360.039 ---其余450.450.240.600.0090.0280.050.060.07其余T121.260.230.220.0120.0120.050.050.05其余将所选材料加工成尺寸为Φ8±0.02 mm×12±0.02 mm的圆柱试样。
优质碳素钢的高温蠕变实验及其流变特性分析_余敏
.
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一一,:、。熟
流变学进 展 九)
第 四部分
工 业 流变学
9
数 曲线 进行 比较 发现 它们有一 个 共同的特点 即当温 度不 变 表征材料粘性性质 的 以 妙》
,
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随着应 力的增大而增大 当应 力增大 时 姗变曲线越来 越陡 也就是等效应变率 宕增大 因
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其 在 高温 下 的各项性能仍是研 究领域 的重点 0 钢 在 高 温 下 的热 拉 伸 流 变性 能进 行 了 研 究 我 们 已 经 对 2#
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’r ( (F 》 为与材料粘性 相 关 的系 数
高碳钢钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却行为
收稿日期:2006-04-05。
作者简介:陈锐(1979-),男,硕士研究生,从事金属热处理研究。
・试验研究・高碳钢钢丝在铅浴和CMC 水溶液中的冷却行为陈锐,罗新民(江苏大学材料学院,江苏 镇江 212013)摘 要:利用钢丝探头分别测量了含碳0.70%的钢丝在铅浴和C MC 水溶液中的冷却过程。
用冷却曲线分析法阐释了钢丝的冷却过程和相变规律。
钢丝的“体积效应”和在冷却介质中的热扩散能力共同决定了铅浴淬火过程及钢丝的相变过程。
高碳钢钢丝在0.25%C MC 水溶液中可完全转变为珠光体组织,但其转变温度由于连续冷却转变特性而高于在铅浴中的转变温度。
根据铅浴淬火的冷却本质和C MC 水溶液的冷却特性,用于替代铅浴的淬火介质应设法加快初始阶段冷却速率。
关键词:冷却曲线;铅浴淬火;羟基纤维素(C MC );聚合物;相变;高碳钢;钢丝;索氏体;珠光体中图分类号:TG 151.2,TG 162.85 文献标识码:A 文章编号:1673-4971(2006)04-0044-05Cooling Behaviors of H igh C arbon Steel Wiresin the Lead B ath and CMC SolutionsCHE N Rui ,LOU X in-min(Department of Material Science ,Jiangsu University ,Zhenjiang Jiansu 212013,China )Abstract :The cooling process of 0.70%carbon steel wires upon patenting in lead bath and C MC (Carboxyl Methyl Cellulose )aqueous s olutions was measured respectively with the steel wire probes.The cooling process and the trans formation behaviors of the wires ,upon patenting ,were interpreted by cooling curve analyses.It is the coherence of the ‘mass effect ’of steel wires and the thermal diffusion ability in cooling media that dominates the patenting process and the trans formation behaviors of the wires.The high carbon steel wires could fulfill the trans formation to pearlite in the 0.25%C MC aqueous s olution.But the trans formation tem perature is higher than in lead bath due to its attribution of continuous cooling trans formation.According to the cooling essence for patenting and the cooling characteristics of the C MC aqueous s olutions ,the adoption of the alternative should be focused on accelerating the cooling of the primary stage for patenting.K ey w ords :cooling curve ;patenting ;carboxyl methyl cellulose (C MC );polymer ;phase trans formation ;high-car 2bon steel ;steel wire ;s orbite ;pearlite0 引言铅浴淬火是将钢丝加热至910℃左右,随后在熔融铅浴中快速冷却。
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认为 , E 、 T 与 RP 之间存在一个普
遍适用的双曲正弦关系式 , 即 :
图1 Fig 11
高碳钢在不同变形温度及不同应变速率下的温变形流变曲线
True stress - strain flow curves for high carbon steel at diff erent temperature and strain rate
、 相关数学模型建立
[ 6]
[ 3, 4]
以及微
。 T . M aki 等
对 SUJ 变形温度 = 923 K) 得到了 超微细( A + H ) 复相组织 , A 平均晶粒尺寸约 0 1 4 Lm,
基金项目 : 国家自然科学基金 ( 钢铁联合研究基金 ) 资助项目 ( 50271061, 50471102) 作者简介 : 熊 毅 ( 1975 - ) , 男 , 博士; E -mail: xy_qhd@ s ina. com ; 修订日期 : 2006 -01 -05
高碳钢具有优良的强度和耐磨性能, 但因塑性 和成形性较差 , 其应用范围受到一定的限制。以往 有关高碳钢成形工艺的研究大都属于热加工范畴, 即变形均在奥氏体区进行 , 而且相应的研究多集中 在组织性能预报 合金化方面
[ 5] [ 1, 2]
而 H 颗粒尺寸为 0 1 2 Lm 左右, A 基体主要在回复过 程中产生, 且 A 晶 界多 为小 角晶 界。 J. T . WANG 等[ 7] 在同样温度下对 65Mn 钢进行多道次等通道角 挤压也得到了 A晶粒与 H 颗粒尺寸均为 01 3 Lm 的 超微细( A + H) 复相组织 , 而且 5 道次挤压后累积等 效应变几乎能够达到 4。但是, 这些研究都仅限于 高碳钢温变形后微观组织表征方面 , 对工艺参数的 影响并没有多考虑, 而工件的最终性能又在很大程
973 K 、 应变速率为 0 1 01~ 10 s- 1 范围内的温变形行为。结果表明 : 实验条件下 , 流变应力及峰值应变随变形温度 的降低和应变速率的提高而增大。另外 , 回归出了高碳钢的峰值应力及峰值应变与变形温度、 应变速率之间的关 系 , 得到了相应的形变激活能和温变形方程式 , 为高碳 钢的温变形工艺优化提供了理论依据。 关键词 : 高碳钢 ; 温变形 ; 形变激活能 ; 温变形方程 中图分类号 : T G142 11 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 -0963( 2007) 05 - 0058 - 05
[ 9]
1
实验材料和方法
实验材料用 20 kg 中频感应炉熔炼, 其化学成
分( 质量分 数, % ) 为 : C 0 1 78, Si 01 05, Mn 01 34, S 0 1 005, P 0 1 008, Cr 1 1 03, 余为 Fe 。 将钢锭热锻成 <15 mm @ 250 mm 的棒料后加工 成 <8 mm @ 16 mm 的圆柱形压缩试样。压缩变形在 Gleeble - 3500 热模拟试验机 上进行。采 用 DSC 方 法 ( 升 温和降温速度均为 200 K/ h) 测 得实验钢 的 A 1 温 度约为 1 001 K 。试样以 10 K/ s 的速率加热 至 1 123 K, 保温 5 min 后以 10 K/ s 的冷却速率降 至 873 K, 保温 10 min, 以保证珠光体完全转变。再 以 10 K/ s 的速率加热到变形温度 , 保温 10 s, 以消 除试样内部的温度梯度 , 随即在变形温度下等温变 形, 变形结束后迅速淬火。应变速率分别为 E = 0 1 01 s 、 01 10 s 、 1 1 00 s 、 101 00 s ; 变形温度分别为 T = 913 K 、 943 K 和 973 K; 最大真应变 E = 1。在变
第 19 卷第 5 期 2007 年 5 月
钢 铁 研 究 学 报 Jour nal of Ir on and Steel Research
V ol. 19, No . 5 M ay 2007
高碳钢的温变形行为
熊 毅
1, 2
, 傅万堂 , 厉 勇 , 吕知清 , 赵德利1 , 邢广忠1 , 孙淑华1
# 60 #
钢
铁
研
究
学
报
第 19 卷
图 2 峰值应力与变形温度 ( a) 和应变速率 ( b) 的关系 Fig 1 2 Relationship between peak stress and deformation temperature ( a) and strain rate ( b)
n E = A [ sin h( A# R P ) ] ex p[ - Q/ ( RT ) ]
[ 8]
电解减薄 , 电解液为冰醋酸和 7% 高氯酸混合溶液, 减薄电压 30 V, 电流 70 mA, 在 JEM - 2010 型透射电 镜上观察其显微组织 , 电子加速电压为 200 kV 。
2
2 11
实验结果及分析
温变形流变曲线 实验用钢在不同变形温度和不同应变速率下的
温变形流变曲线示于图 1。可以看出 , 在 T = 913 K 、 943 K 和 973 K 的 3 种变形温度下 , 流变曲线的变 化趋势均相似, 即在应变值尚未达到峰值应变前 , 流 变应力随应变量的增加迅速提高 , 当达到峰值应变 后, 流变应力开始下降 ; 在较低的变形温度及较高的 应变速率下 , 流变应力下降趋势更加明显, 如图 1( a) 中 E = 101 00 s- 1 的曲线。变形温度及应变量均相同 时, 应变速率越高, 所对应的应力值就越大; 同时 , 随 着应变速率的增加, 流变应力峰向应变增大的方向 移动 ( 右移 ) , 相应的峰值应变也随之右移并增大 ; 反 之, 当应变速率相同时, 对应于同一应变值, 变形温 度越高, 所对应的流变应力越低, 并且随着变形温度 的降低, 流变应力峰也 向应变增大的 方向移动 ( 右 移) 。这是因 为在较低温度 下变形时 , 加工 硬化率 高, 回复软化比较困难。变形温度越高 , 空位原子扩 散和位错进行交滑移或攀移的驱动力越大, 因而就 更容易发生动态再结晶。 2 12 温变形方程的建立 变形温度和应变速率对高碳钢的温变形方程有 显著的影响。图 2 分别示出了峰值应力与变形温度 及应变速率的关系。可见, lnsin h( A# RP ) 与 1/ T 以 及 lnsinh( A# R P ) 与 ln E呈线性关系, 相关系数分别 为0 1 999 和 0 1 980。随变形温度下降及应变速率提 高, 温变形峰值应力逐渐增加。 C. M. Sellars
SU N Shu - hua
( 1. St ate Key Labor ator y o f M etast able M aterials Science and T echnolog y, Y anshan U niver sity, Q inhuangdao 2. School of M ater ials Science and Eng ineering , H enan U niver sity of Science and 3. Institute for Structural M aterials, Cent ral Iron and T echnolo gy , L uoy ang 471003, H enan, China; Steel R esear ch Institute, Beijing 100081, China) Abstract: T he w arm compressio n defo rmation behavio rs of high carbon steel w ith lamellar pear lit e have been inves tig ated by t he use o f Gleeble - 3500 simulator at the temper atur e ranging from 913 K to 973K and at the st rain rate r ang ing fr om 0 1 01 to 10 s- 1 . T he results show that the flow str ess and peak str ain incr ease w ith incr easing strain r ate or decreasing defor mation temperature. T he quantitat ive relatio nships betw een peak stress, deformat ion tem per ature and peak str ain wer e deter mined. T he activatio n energ y and equat ion for the w arm deformat ion wer e ob tained. Key words: hig h car bo n steel; w arm defo rmation; deformat ion activat ion ener g y; w arm defor mation equatio n
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形过程中, 为防止试样氧化, 采用氩气保护。为保证 试样温度均匀一致, 采用不锈钢耐热合金楔形底座 及圆柱形碳 化钨 压头 , 试样 与压 头之 间加 垫 涂有 Mo S2 的钽片和石墨片, 以保证润滑及隔热。将压缩 后的试样从中心沿轴向剖 开, 切取 厚度为 0 1 5 mm 的薄片, 机械减薄到 30 Lm 左右 , 在室温下进行双喷
2. 河南科技大学材料科学与
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1, 3
1
( 1. 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室 , 河北 秦皇岛 066004; 工程学院 , 河南 洛阳 471003; 摘 3. 钢铁研究总院结构材料研究所 , 北京 100081)