CL70车轮钢热压缩流变应力行为
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第 ４０卷第 １期 · ４ · ２０１９年 ２月
特殊钢
ＳＰＥＣｌＡＩ ＳＴＦｉＥＩ
Ｖｏ１．４０．Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１９
ＣＬ７０车Leabharlann 轮钢 热 压缩 流 变应 力行 为
成 生 伟 （１【Ｊ两 太 钢 不 锈 钢 股 份 有 限 公 ，ｉｔ技 术 【｛】心 ，太 原 ０３０００３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｈｏｔ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｄｅｆｉｗｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｗｈｅｅＪ ＣＬ７０ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ ０．０１ １０ Ｓ ａｌ ９００ ～１３００ ℃ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｅｓｔｅｄ ａｌｌ（１ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００ ｔｈｅｒｍｏ—ｍｅｃｈａｎｉｅａｌ ｓｉｎｍ ｌａｔｏｒ ｔｏ ａｌｌａｌｖｚｅ ｉｎ ｈｏｔ ｄｅｆ ｉ）ｒｍ ａｔｉｏｎ ｏｔ’ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ Ｉ）ｅｔｗｅｅｎ ｆｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ．ｓｎ’ａｉｎ ｒａｔｅ ａｎ（１ ｄｅｆ ｉ￣ｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｌｌ（１ ｇｅｔ ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｅｒｅａｓｅｓ ｏｆ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎ（ ｔｅａｓｅ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅｓ ａｎｄ ｄｅｃ一１ｅａｓｅｓ ｏｆ ｔｅｎｌｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｎｄ ａｓ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｒａｈ－ｉｓ ＩＰＳＳ ｔｈａｎ １ Ｓ～ ．ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｄ＇￣ｎａｎｆｉｃ ｒｅｅｒｖｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉ）ｔ （－ｕｒｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｏｎ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｃｕｒｖｅｓ （）ｆ ｓｌｅｅＩ ＣＬ７０．Ｔｈｅ ｈｏｔ ｄｅｆｏｒｍ ａ（ ｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０ ｉｓ ４０１．０６ ｋＪ／ｍｏ１．
温度 定情 况下 ，材 料 的 心 Ｊ随心 变速 率 的增 ＪＪ【１ 升 高 。图 １（ａ）、（ｂ）和 ｌ（（·）ｌ １００～ｌ ３００ ｃ【＝ 的真应 力一真应 变 曲线 巾 ，应 Ｊ达 到 峰 值 后下 降 至 一 ｆｆ［基 本保 持不 变 ，表现 为动 念 ｛ｌ｝结 晶 型 应 力 成 变 【Ｈ１线 ；图 １（ｃ）中 ９００℃ 、ｌ ０００ ｃ（＝和 【冬ｌ １（ｄ）的 真 Ｊ、 力一真 变 曲线 中其 应 ｆｆ［ 较 大 变 下 保 持 小 变或并 仍 有 上 升 ，表 现 为 动 念 ｌｌＪＪ复 型 应 力．应 变 ＩＨ１ 线 。、＝ 呵以推 知 ，随着 变形 速率 的降 低 和 变形温 度
２ 试验 结 果及讨 论
２．１ 真 应力 一应 变 曲线 １为 四 种 应 变 速 术 下 ＣＬ７０ 钢 在 ９００ ～
ｌ３００℃的 真应力 ．真应 变 曲线 。可 以看 出 ，在初 始 变 形阶段 ，真应 力 随着 成变 的增 ＪＪＩ】快 速增 大 ，当应 变 达 剑某一 临 界值 后 ，真 应 力趋 于 定 。 应 变 速 率 恒 定情 况下 ，材料 的真 应 力随 变形温 度 的 升高 而下 降 ；
摩 擦学性 能 、力学性能 及抗 热损 伤 能 方 嘶 ，本试 验 通过 研究 ＣＬ７０车轮 钢 的高温 热 塑性 变形 行 为 ，确 定 其 高温本 构方 程 ，以期 为 ＣＬ７０乍轮钢热 加工 工艺 的制 定 与优 化提 供依 据 、 １ 试 验材 料与 方法
试验用 钢 采用 ８０ ｔ ＥＢＴ电弧 炉 冶 炼 ，ＬＦ精 炼 、 ＶＤ 真 空 炉 脱 气 处 理 ，下 铸 ３ ｔ圆 锭 ，锻 造 成 ２００ １１１１１１×２００（ｍｍ）钢坯 。 ｆｌ钢 对 角线距 角部 １／４ 处 取 样 ，化 学 成 分 （％ ）：０．７２Ｃ，０．７２Ｓｉ，０．８２Ｍｎ， ０．００８Ｐ，０．０ｌＳ，０．１３Ｃｒ．０．Ｏ０２Ｃｕ，０．０１２Ａ１ 将 材 料 ＪＪｌｌ ｌ 成 Ｏ１０ ｎ１ｎ１ ｘ １５ ＩｌｌＩ１ 的热 压缩 试样 ：
关键词 ＣＬ７０币载 乍轮钢 热 Ｊ 缩 变形 变形激活能 夺构方程
Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｈｏｔ Ｃｏｍ ｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｆｌｏｗ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｗ ｈｅｅｌ
Ｃｈｅｎｇ ｓｈｅｎｇｗｅｉ （ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｇａｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００３）
在 Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００热模 拟 试验 机 进 行 高 温压 缩 试 验 压缩 时 在试 样 端 涂 敷 濉 墨 润 滑 剂 ，并
试样 与口ｉ头 之 间 放 髓 箔 以 减 少 端 面摩 擦 的 影 响 ， 缩 试 验 温 度 为 ９００ ～ｌ３００ ｏＣ，应 变 速 率 为 ０．Ｏ１，０．１，１，１０ Ｓ～。 试 验 时 将 试 样 以 ５ ／ｓ的速
Ｍ ａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｗ ｈｅｅｌ Ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０，Ｈｏｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ １）ｅｆ ｉ￣ｒｍａｔｉｏｎ，Ｄｅｆ ｉ）ｒｎｒ ａｔｉｏｎ Ａ‘’ｔｉｖａｔｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｃｏｎｓｔｉ— ｔｕｔｉｖｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ
目前 国内外 对 ＣＬ７０车轮 铡 的研 究 主 要 集 中在 真应变 ０．７。
摘 要 用 Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００热 模拟机研究 了 ＣＬＴＯ车轮钢 应 变速率 ０．Ｏ１～ｌＯｓ一、９００～Ｉ３００℃时 的高温热压缩 行 为，分析了热压缩变形时该钢 的流 变应 力 、变 形温度 及Ｊ、 变速率 之问 的关系 ，通 过线性 回 确 定 该钢 流变应 力本 构 方程 。结 果表明 ，ＣＩ，７０钢 在高温 缩时流 变应力 随变彤温度 的减小 而增 大 ，随应 变速 率 升高而增 大。当应 变速 率 ≤ １ Ｓ 时 ，ＣＬ７０钢 的 流 变 应 力 曲线 表 现 为 动 态再 结 晶特 征 ＣＬ７０钢 的热 变 形 激 活 能 为 ４０１．０６ ｋＪ／ｔ ｏｏｌ 、
特殊钢
ＳＰＥＣｌＡＩ ＳＴＦｉＥＩ
Ｖｏ１．４０．Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１９
ＣＬ７０车Leabharlann 轮钢 热 压缩 流 变应 力行 为
成 生 伟 （１【Ｊ两 太 钢 不 锈 钢 股 份 有 限 公 ，ｉｔ技 术 【｛】心 ，太 原 ０３０００３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｈｏｔ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｄｅｆｉｗｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｗｈｅｅＪ ＣＬ７０ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ ０．０１ １０ Ｓ ａｌ ９００ ～１３００ ℃ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｅｓｔｅｄ ａｌｌ（１ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００ ｔｈｅｒｍｏ—ｍｅｃｈａｎｉｅａｌ ｓｉｎｍ ｌａｔｏｒ ｔｏ ａｌｌａｌｖｚｅ ｉｎ ｈｏｔ ｄｅｆ ｉ）ｒｍ ａｔｉｏｎ ｏｔ’ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ Ｉ）ｅｔｗｅｅｎ ｆｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ．ｓｎ’ａｉｎ ｒａｔｅ ａｎ（１ ｄｅｆ ｉ￣ｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｌｌ（１ ｇｅｔ ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｅｒｅａｓｅｓ ｏｆ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎ（ ｔｅａｓｅ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅｓ ａｎｄ ｄｅｃ一１ｅａｓｅｓ ｏｆ ｔｅｎｌｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｎｄ ａｓ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｒａｈ－ｉｓ ＩＰＳＳ ｔｈａｎ １ Ｓ～ ．ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｄ＇￣ｎａｎｆｉｃ ｒｅｅｒｖｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉ）ｔ （－ｕｒｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｏｎ ｆ ｌｏｗ ｓｔｒｅｓｓ ｃｕｒｖｅｓ （）ｆ ｓｌｅｅＩ ＣＬ７０．Ｔｈｅ ｈｏｔ ｄｅｆｏｒｍ ａ（ ｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０ ｉｓ ４０１．０６ ｋＪ／ｍｏ１．
温度 定情 况下 ，材 料 的 心 Ｊ随心 变速 率 的增 ＪＪ【１ 升 高 。图 １（ａ）、（ｂ）和 ｌ（（·）ｌ １００～ｌ ３００ ｃ【＝ 的真应 力一真应 变 曲线 巾 ，应 Ｊ达 到 峰 值 后下 降 至 一 ｆｆ［基 本保 持不 变 ，表现 为动 念 ｛ｌ｝结 晶 型 应 力 成 变 【Ｈ１线 ；图 １（ｃ）中 ９００℃ 、ｌ ０００ ｃ（＝和 【冬ｌ １（ｄ）的 真 Ｊ、 力一真 变 曲线 中其 应 ｆｆ［ 较 大 变 下 保 持 小 变或并 仍 有 上 升 ，表 现 为 动 念 ｌｌＪＪ复 型 应 力．应 变 ＩＨ１ 线 。、＝ 呵以推 知 ，随着 变形 速率 的降 低 和 变形温 度
２ 试验 结 果及讨 论
２．１ 真 应力 一应 变 曲线 １为 四 种 应 变 速 术 下 ＣＬ７０ 钢 在 ９００ ～
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试验用 钢 采用 ８０ ｔ ＥＢＴ电弧 炉 冶 炼 ，ＬＦ精 炼 、 ＶＤ 真 空 炉 脱 气 处 理 ，下 铸 ３ ｔ圆 锭 ，锻 造 成 ２００ １１１１１１×２００（ｍｍ）钢坯 。 ｆｌ钢 对 角线距 角部 １／４ 处 取 样 ，化 学 成 分 （％ ）：０．７２Ｃ，０．７２Ｓｉ，０．８２Ｍｎ， ０．００８Ｐ，０．０ｌＳ，０．１３Ｃｒ．０．Ｏ０２Ｃｕ，０．０１２Ａ１ 将 材 料 ＪＪｌｌ ｌ 成 Ｏ１０ ｎ１ｎ１ ｘ １５ ＩｌｌＩ１ 的热 压缩 试样 ：
关键词 ＣＬ７０币载 乍轮钢 热 Ｊ 缩 变形 变形激活能 夺构方程
Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｈｏｔ Ｃｏｍ ｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｆｌｏｗ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｗ ｈｅｅｌ
Ｃｈｅｎｇ ｓｈｅｎｇｗｅｉ （ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｇａｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００３）
在 Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００热模 拟 试验 机 进 行 高 温压 缩 试 验 压缩 时 在试 样 端 涂 敷 濉 墨 润 滑 剂 ，并
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Ｍ ａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｗ ｈｅｅｌ Ｓｔｅｅｌ ＣＬ７０，Ｈｏｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ １）ｅｆ ｉ￣ｒｍａｔｉｏｎ，Ｄｅｆ ｉ）ｒｎｒ ａｔｉｏｎ Ａ‘’ｔｉｖａｔｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｃｏｎｓｔｉ— ｔｕｔｉｖｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ
目前 国内外 对 ＣＬ７０车轮 铡 的研 究 主 要 集 中在 真应变 ０．７。
摘 要 用 Ｇｌｅｅｂｌｅ一３８００热 模拟机研究 了 ＣＬＴＯ车轮钢 应 变速率 ０．Ｏ１～ｌＯｓ一、９００～Ｉ３００℃时 的高温热压缩 行 为，分析了热压缩变形时该钢 的流 变应 力 、变 形温度 及Ｊ、 变速率 之问 的关系 ，通 过线性 回 确 定 该钢 流变应 力本 构 方程 。结 果表明 ，ＣＩ，７０钢 在高温 缩时流 变应力 随变彤温度 的减小 而增 大 ，随应 变速 率 升高而增 大。当应 变速 率 ≤ １ Ｓ 时 ，ＣＬ７０钢 的 流 变 应 力 曲线 表 现 为 动 态再 结 晶特 征 ＣＬ７０钢 的热 变 形 激 活 能 为 ４０１．０６ ｋＪ／ｔ ｏｏｌ 、