变形对微合金钢组织性能的影响
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》
《高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响》篇一一、引言高Nb微合金钢因其优良的力学性能和工艺性能，在工程领域得到了广泛应用。
Nb元素作为微合金化元素，其加入能够显著改善钢的强度、韧性及焊接性等性能。
其中，NbC的析出行为对钢的组织和硬度具有重要影响。
本文将重点探讨高Nb微合金钢中NbC的析出机制及其对组织与硬度的影响。
二、NbC的析出机制1. Nb在钢中的存在形式Nb元素在钢中主要以固溶体和化合物形式存在。
其中，化合物形式主要包括NbC、NbN等。
这些化合物的形成对钢的性能具有重要影响。
2. NbC的析出过程在高Nb微合金钢中，Nb与C元素结合形成NbC化合物。
随着钢的冷却过程，NbC逐渐从过饱和固溶体中析出。
析出过程受到钢的化学成分、冷却速度及温度制度等因素的影响。
三、NbC析出对组织的影响1. 晶粒细化NbC的析出可以有效细化钢的晶粒，这是由于NbC作为硬质相，能够在晶界处起到钉扎作用，阻碍晶粒长大。
晶粒细化有利于提高钢的强度和韧性。
2. 第二相粒子形成NbC的析出还会形成第二相粒子，这些粒子对钢的组织具有重要影响。
第二相粒子的存在可以阻碍位错运动，提高钢的塑性变形抗力。
四、NbC析出对硬度的影响1. 硬度的提高由于NbC具有较高的硬度，其析出使得钢的硬度得到提高。
硬度的提高主要表现在钢的表面层，使得钢具有更好的耐磨性和抗疲劳性能。
2. 硬度的分布特点随着NbC的析出，钢的硬度分布呈现出不均匀性。
在晶界处和第二相粒子附近，由于位错运动的阻碍，硬度较高。
而在远离这些区域的基体部分，硬度相对较低。
五、实验验证与分析为了进一步探讨高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度的影响，我们进行了相关实验。
通过金相显微镜、扫描电镜及硬度计等手段，观察了钢的组织形态、第二相粒子的分布及硬度分布。
实验结果表明，高Nb微合金钢中NbC的析出能够有效细化晶粒，形成第二相粒子，并提高钢的硬度。
六、结论高Nb微合金钢中NbC的析出对组织与硬度具有重要影响。
高温合金钢的应变率效应对力学性能的影响
高温合金钢的应变率效应对力学性能的影响高温合金钢是一种具有良好高温性能的金属材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
在高温环境下，高温合金钢会经历复杂的变形过程，其中应变率是一个重要因素，它对其力学性能产生显著影响。
本文将探讨高温合金钢的应变率效应对其力学性能的影响。
首先，我们了解一下高温合金钢的力学性能。
在高温环境下，高温合金钢的强度、塑性、断裂韧性等力学性能都会发生变化。
这些性能的变化直接影响着材料在高温工况下的可靠性和耐久性。
应变率是指材料在受力过程中的变形速度。
材料的变形速度对其力学性能具有显著影响。
在高温环境下，应变率的变化会引起高温合金钢的力学性能产生不同程度的变化。
首先，应变率的提高会导致高温合金钢的强度提高。
应变率的增加使得材料中的位错运动加剧，这会导致晶粒的滑移和塑性形变增多，从而提高了材料的强度。
此外，应变率的提高还会引起晶界和位错运动的增强，增加了材料的阻力，从而进一步提高了材料的强度。
其次，应变率的增大也会导致高温合金钢的塑性降低。
应变率的增加导致晶粒间滑移速率的增大，从而限制了晶粒的再结晶和再结晶晶粒的形成，这会降低材料的塑性。
此外，应变率的增大还会引起位错运动的增多和运动速度的加快，从而增加了位错的交互作用和相互阻碍，限制了材料的塑性变形。
然而，应变率的增大也带来了高温合金钢的断裂韧性的提高。
应变率的增加导致应力集中区域的增多，位错密度增大，这会提高晶界的强化效应，并增加晶粒边界的位错锁扣。
这些效应会抑制材料的裂纹扩展，提高了材料的断裂韧性。
除了以上的影响，应变率对高温合金钢的显微组织也具有重要影响。
在高温环境中，应变率的变化会引起高温合金钢晶界、小角晶界等显微结构的演变。
例如，应变率的增加会诱发晶界细化、晶界偏喜向高密度定向生长，这会进一步影响材料的力学性能。
总结起来，高温合金钢的应变率效应对其力学性能产生显著影响。
应变率的增大可以提高材料的强度和断裂韧性，但会降低塑性。
合金元素对钢力学和工艺性能的影响
合⾦元素对钢⼒学和⼯艺性能的影响 加⼊合⾦元素的⽬的是使钢具有更优异的性能，所以合⾦元素对性能的影响是我们最关⼼的问题。
合⾦元素主要通过对组织的影响⽽对性能起作⽤，因此，必须根据合⾦元素对相平衡和相变影响的规律来掌握其对⼒学性能的影响。
合⾦元素对强度的影响。
强度是⾦属材料最重要的性能指标之⼀，使⾦属材料的强度提⾼的过程称为强化。
强化是研制结构件材料的主要⽬的。
⾦属的强度⼀般是指⾦属对塑性变形的抗⼒。
⾦属强化⼀般有以下⼏种⽅式： a.固溶强化。
由于溶质原⼦与基体原⼦的⼤⼩不同，因⽽使基体品格发⽣畸变，造成⼀个弹性应⼒场。
此应⼒场增加了位错运动的阻⼒，产⽣强化。
固溶强化的强化量与溶质浓度有关，在达到极限溶解度之前，溶质浓度越⼤，强化效果越好。
⼀般⽽⾔，间隙固溶强化效果⽐置换固溶强化效果要强烈得多，其强化作⽤甚⾄可差1~2个数量级。
但是，固溶强化是以牺牲塑性和韧性为代价的，固溶强化效果越好，塑性和韧性下降越多。
b.细晶强化。
晶界或其他界⾯可以有效地阻⽌位错通过，因⽽可以使⾦属强化。
晶界强化的强化量与晶界数量，即晶粒⼤⼩有密切的关系。
晶粒越细，单位体积内的晶界⾯积越⼤，则强化量越⼤。
许多碳化物形成元素(如钒、钛、铌)由于其容易与碳形成熔点⾮常⾼的碳化物，可以阻碍晶粒长⼤，所以具有细化晶粒的作⽤。
晶粒细化是⼀种⾮常有效的强化⼿段，当晶粒细化达到5级以后，得到所谓的超细晶粒，这时纯铁或软钢的屈服强度可以达到400~600MPa，接近于中强度钢的屈服强度。
晶粒细化不仅可以提⾼强度，还可以改善钢的韧性，这是其他强化⽅式难以达到的。
因此细晶化，特别是超细晶化，是⽬前正在⼤⼒发展的重要强化⼿段。
c.弥散强化。
合⾦元素加⼊到⾦属中，在⼀定条件下会析出第⼆相粒⼦，⽽这些第⼆相粒⼦可以有效地阻⽌位错运动。
当运动位错碰到位于滑移⾯上的第⼆相粒⼦时，必须通过它，滑移变形才能继续进⾏。
这⼀过程需要消耗额外能量，或者需要提⾼外加应⼒，这就造成了强化。
Zener-Hollomon参数对Cr4Mo4Ni4V高合金钢热变形行为的影响
第52卷第2期2021年2月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.52No.2Feb.2021Zener-Hollomon 参数对Cr4Mo4Ni4V 高合金钢热变形行为的影响马少伟1,3，张艳1,3，杨明1,2,3，李波2(1.贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳，550025；2.贵州电力科学研究院，贵州贵阳，550025；3.贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室，贵州贵阳，550025)摘要：依据热模拟压缩实验结果，研究Cr4Mo4Ni4V 高合金钢在变形温度为950~1100℃、应变速率为0.001~1s −1条件下的热变形行为。
基于Zener-Hollomon 参数(Z 参数)建立Arrhenius 本构方程，并表征不同应变条件下材料常数(α，n ，Q 和ln A )的变化规律，证实所建立的本构模型具有较高的预测精度。
此外，利用Z 参数建立动态再结晶的临界模型，并结合微观组织在热变形中的演化规律，获得Z 参数影响微观组织变形机制和软化行为的基本规律。
研究结果表明：在高温低应变速率下，材料的流变应力较低，且呈现出明显的动态再结晶特征；在高ln Z (≥45.11)条件下，绝热剪切带和混晶是主要的微观组织形态；而在38.80≤ln Z ≤43.40时，微观组织是以动态再结晶的形式发生软化和细化，且随着Z 参数的减小，动态再结晶体积分数相应增加；而较小的ln Z (36.49)会导致再结晶晶粒粗化，不利于热加工。
据此，获得的相关结论能够为Cr4Mo4Ni4V 高合金钢热加工工艺的制定提供参考。
关键词：Cr4Mo4Ni4V 高合金钢；本构方程；Zener-Hollomon 参数；临界应变；微观组织演变中图分类号：TG142.1文献标志码：A文章编号：1672-7207（2021）02-0376-13Effect of Zener-Hollomon parameters on hot deformationbehavior of Cr4Mo4Ni4V high alloy steelMA Shaowei 1,3,ZHANG Yan 1,3,YANG Ming 1,2,3,LI Bo 2(1.School of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Guizhou Electric Power Research Institute,Guiyang 550025,China;3.National &Local Joint Engineering Laboratory for High-performance Metal Structure Material and AdvancedManufacturing Technology,Guizhou University,Guiyang 550025,China)DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.02.006收稿日期：2020−04−20；修回日期：2020−06−24基金项目(Foundation item)：贵州省教育厅工程研究中心项目([2017]016);贵州省自然科学基金重点资助项目([2020]1Z046)(Project([2017]016)supported by the Engineering Research Center Program of Education Department of Guizhou Province;Project([2020]1Z046)supported by the Key Program of Natural Science Foundation of Guizhou Province)通信作者：杨明，博士，副教授，从事金属材料加工及力学行为研究；E-mail ：**************.cn引用格式：马少伟,张艳,杨明,等.Zener-Hollomon 参数对Cr4Mo4Ni4V 高合金钢热变形行为的影响[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(2):376−388.Citation:MA Shaowei,ZHANG Yan,YANG Ming,et al.Effect of Zener-Hollomon parameters on hot deformation behavior of Cr4Mo4Ni4V high alloy steel[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2021,52(2):376−388.第2期马少伟，等：Zener-Hollomon参数对Cr4Mo4Ni4V高合金钢热变形行为的影响Abstract:Based on the results of the thermal simulation compression test,the hot deformation behavior of Cr4Mo4Ni4V high alloy steel was investigated in terms of deformation temperature(950−1100°C)and strain rate(0.001−1s−1).Meanwhile,the Arrhenius constitutive equation was established and the variation law of the materialconstants(α,n,Q and ln A)under different strain conditions was characterized based on the Zener-Hollomon parameter(Z),which confirms that the constitutive equation has high prediction accuracy.In addition,the critical model of dynamic recrystallization assisted by using Z-parameter and microstructure evolution characterization in hot deformation was performed to acquire the basic law,which reflects the effect of Z parameter on the deformation mechanism and softening behavior of microstructure.The results show that the flow stress of the material is low and shows obvious dynamic recrystallization characteristics at high temperature and low strain rate.When ln Z is high(≥45.11),the adiabatic shear band and mischcrystal structure are the main microstructure features,when38.80≤ln Z≤43.40,the microstructure presents softening and refining characterization in the form of dynamic recrystallization,and the volume fraction of dynamic recrystallization increases with the decrease of Z parameter.However,the low ln Z(36.49)will lead to the coarsening of recrystallized grains and have detrimental effect on hot processing.So the relevant conclusions can provide a reference for the regulation of the hot processing technology of Cr4Mo4Ni4V high alloy steel.Key words:Cr4Mo4Ni4V high alloy steel;constitutive equation;Zener-Hollomon parameter;critical strain;microstructure evolution近年来，航空工业的快速发展对航空发动机轴承的力学性能和服役寿命提出了更高的要求，而控制轴承部件的热加工组织将是提高其力学性能的重要方法[1]。
高洁净微合金钢变形抗力的研究
实验 用钢 是含微量 Ｎ 、 ｉ ｂ Ｔ 的低碳 ｓ 、 Ｍｎ钢 ，
分 为 两 类 （ 表 １ ： 类 为 北 京 科 技 大 学 冶 金 研 见 ）一
究所 冶炼 的高 洁 净 低 碳 微 合 金 钢 （ 号 ３ ， 编 Ｙ） 用 ｌ ｇ真 空感应 炉 冶炼 。另一 类 为工 业规 模 生产 ０ｋ
摘 要 ： 用 ＧＬ ｂｅ ． ０材 料 热／ 利 ｅ —１ ０ ｅ Ｌ ５ 力模 拟 机研 究 了高 洁净 微合 金 钢 的 变彤抗 力规律 ， 讨论 了不 同形 变温度对金 属流 变特 一 影响 并与两种 工 业钢 巨的
Ｘ ０ 管 道 用 钢 ） Ｘ ３ ５ 大桥 用 钢 ） 行 了 比较 。 变 形 抗 力 实验 在 ７ Ｏ ６（ 和 ＴＥ ５ （ 进 ２ ～
维普资讯
中 国机 械 工 程 第 １ ３卷 第 ３期 ２ ０ ０ ２年 ２月 上 半月
文 章 编 号 ：０ ４ １ ２ ２ ０ ） ３ ２ ２ ｏ １ ０ — ３ ０ ２ ０ —０ ４ 一 ３ Ｘ（
高 洁净微 合 金 钢变 形抗 力 的研 究
康 永 林 王艳 丽 张 艳 柳得橹 傅 杰
的 低 碳 微 合 金 钢 ， 自宝 山 钢 铁 公 司 ３ ０ 转 炉 生 取 ０ｔ
产 的 大桥 用 钢 Ｘ ３ ５ 编 号 ８ 和 管 道 用 钢 ＴＥ ５ （ Ｙ） Ｘ ０ 编号 ６ ） ６（ Ｂ 。其 中宝钢生 产 的 ｘ ３ ５钢 已用 ＴＥ ５ 于上 海南浦 大桥 。表 １给 出 了这些试验 钢 的化学 成分， 高洁净钢 （Ｙ） ３ 的含碳 量 比工业 钢略低 且 含
过 程 的 强 化 规 律
新 一代 高强高韧微 台金结 构钢 的基本 特征是
高洁 净 度 、 均匀 化 ， 有 超 细组 织 ， 能在较 经 高 具 并 济 的加工 条件 下获得高 的强度 和韧 性 本文对 高 洁净低碳 微合 金钢在 不同形变 温度 下 的变形抗 力 规律进 行 了实验研 究 ， 在相 同实 验 条件 下将 高 并 洁净 钢 和成 分相 近 的工 业钢 作 了 比较 ， 为新 型 高
热变形后冷却速度对铁素体-贝氏体微合金钢组织演变的影响
２０ ０７年 ５月
第２ ８卷第 ３期
‘ 特殊 钢
Ｓ Ｅ Ｉ ＥＬ Ｐ Ｃ ＡＬ Ｓ Ｅ ｒ
Ｖ０ ． ８ Ｎ ． １２ ． ｏ ３
Ｍａ ２ ０ ・３ ・ ｙ 素体 － 氏体 微 合 金 钢 组 织演 变 的影响 贝
Ｇｕ ｎ Ｌｉ ｉ ｚ ｅ ｇ，Ｚｈ ｕ Ｌ ｙ ｎ ｏ ｇ Ｒｅ ｂ ａ ，Ｌ Ｕ Ｙａ ｈ ｎ ｏ ｅｕａ ｄＳ ｎ ｎ ｏ
（ ｃｏｌ ｆ ｔ ｉ ｓＳｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａｄＴ ｃ ｎｌｇ ， ｅｉｇ１０ ８ ） Ｓｈｏ ｏ Ｍａｅ ａ ｃ ｎ ｅａｄＥ ｇｎｅ ｎ ， ｎ ｅｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｒｌ ｅ ｉ ｖ ｔ Ｓｅ ｊ
目前 ， 素体 ． 氏体 钢 ¨ 已被 广泛 地 应 用在 铁 马 汽车制 造业 ， 对铁 素体 一 氏体 钢 的研究 还 不 是很 但 贝
机上利用热膨胀法 ， 配合 金相观察确定连续冷却转 变曲线 。将试样 以 ２ ０℃／ 的速度加热到１ ０ ｓ ０℃保 ２ 温 ６０Ｓ 以保证完全奥 氏体化 以及微合金元素基本 ０ ， 固溶 ， 而后 以 ２ ０℃／ 的速度冷却到 ９０℃后变形 ｓ ０
被奥 氏体亚稳 区隔开 ； 当冷速 ４２￣ ／ 时 ， 中出现多边形铁素体 ， Ｃｓ 钢 当冷速 ｔ５￣ ／ 时 ， 织主要 为粒状 贝氏体 和板 ＞ Ｃｓ 组 条贝氏体 。 关键词 铁素体． 贝氏体钢 热变形
冷却速度
组织演变
Ｃ Ｔ曲线 Ｃ
Ｅｆｅ ｔｏ ｏ ｉ ｇ Ｒａ ｅ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｔＤｅ ｏ ｍｅ ｆ ｃ ｆ Ｃｏ ｌ ｔ ｎ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ Ｅｖ ｌ ｔｏ ｆＨｏ ｆ ｒ ｄ ｎ Ｆｅ ｒｔ － ｉ ｉｅ Ｍ ｉｒ ｌｙ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉｅ Ｂａｎ ｔ ｃ ｏ Ａｌ ｉ ｇ Ｓ ｅ ｌ ｏ
冷变形后微合金钢碳氮化物的析出与组织
ａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｗｕ ａ ３０ ， ｈ ａ ｏ ｈｎ４ ０ ８ Ｃ ｉ ） １ ｎ
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塑性变形产生的影响因素
式中Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低； 塑性变形
再结晶和回复
经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。 再结晶温度 通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。 低碳钢的再结晶温度约460℃。当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。 再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。 回复 冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。这样的热处理称为去应力退火。
内应力
塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
219515817_带状组织对微合金钢应变局部化及应变强化行为的影响
精 密 成 形 工 程第15卷 第6期120 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年6月收稿日期：2023–02–05 Received ：2023-02-05 基金项目：天津市自然科学基金（JCQNJC03700）；国家自然科学基金（11872275）；大学生创新创业训练项目（202110069075） Fund ：The Natural Science Foundation of Tianjin(JCQNJC03700); The National Natural Science Foundation of China (11872275); Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students(202110069075) 作者简介：任春华（1989—），男，博士，讲师，主要研究方向为实验固体力学。
Biography ：REN Chun-hua(1989-), Male, Doctor, Lecturer, Research focus: experimental solid mechanics. 引文格式：任春华, 周治顺, 薛冬阳, 等. 带状组织对微合金钢应变局部化及应变强化行为的影响[J]. 精密成形工程, 2023, 15(6): 120-126.REN Chun-hua, ZHOU Zhi-shun, XUE Dong-yang, et al. Effect of Banded Microstructure on Strain Localization and Strain 带状组织对微合金钢应变局部化及应变强化行为的影响任春华，周治顺，薛冬阳，张晓川，计宏伟，寇金宝（天津商业大学 机械工程学院，天津 300134）摘要：目的 研究不同加载方向下带状结构对微合金钢塑性变形及应变强化行为的影响。
塑性变形产生的影响因素
塑性变形的影响因数金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。
加工硬化塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发塑性变形力学原理生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生加工硬化。
加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。
内应力塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。
残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
各向异性金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。
各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。
当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。
沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。
当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。
再结晶和回复经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。
经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。
再结晶温度通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。
各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。
低碳钢的再结晶温度约460℃。
当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。
第3章作业参考答案
第3章作业参考答案1.什么是塑性成形金属塑性成形的工艺特点有哪些与液态成形工艺和机加工工艺相比有何优势在外力作用下，利用金属材料塑性而使其发生不可恢复的永久变形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形。
工艺特点为组织、性能好，材料利用率高，尺寸精度高，生产率高、操作简单、工人素质要求低，适于大批量生产，工作环境差等。
与其他加工工艺相比，组织、性能好，材料利用率高，尺寸精度高，生产率高、操作简单、工人素质要求低，适于大批量生产为其优势。
2.体积成形和板料成形工艺各有什么特点体积成形：材料体积不变，只发生材料重新分配（材料转移）板料成形：平面应力状态塑性变形3.塑性表征材料的什么能力衡量金属材料塑性的指标有哪些相应的测试方法是什么塑性指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力，表征金属对塑性变形的适应能力。
塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，常用的有拉伸试验的延伸率和断面收缩率，镦粗试验时表面出现第一条裂缝的压缩程度，扭转试验时断裂前的扭转角度或圈数等。
4.影响金属塑性的因素有哪些如何影响的影响塑性的因素分为内因和外因（以钢为例）。
内因：1.化学成分：化学成分的影响很复杂，如碳固溶于铁时，形成具有良好塑性的铁素体和奥氏体，而超过铁的固溶能力后会形成渗碳体，降低钢材塑性；磷会提高铁的冷脆性；硫会形成硫化物及其共晶体，提高热脆性；氮会形成氮化物，提高钢的脆性（如蓝脆）；氢会产生氢脆和白点，降低塑性；氧会形成氧化物降低塑性等。
2.合金元素：总的来看，合金元素加入会使得钢材的变形抗力增加，塑性降低。
主要是通过①固溶引起晶格畸变②形成碳化物③形成硫化物④造成组织多相性⑤增加晶粒长大倾向⑥提高硬化倾向⑦低熔点纯金属分布于晶界增加热脆性等3.组织：单相好于多相（多相会导致变形和内应力分布不均）；细晶好于粗晶（细晶晶粒多，有利于滑移，晶粒内部和晶界处应变差异小）铸造组织由于具有粗大柱状晶和偏析、夹杂、气孔、缩松等缺陷，会降低塑性，故需要用先进的冶炼方法提高铸锭质量。
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》
《钒微合金钢的热变形行为及相变动力学研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，钢铁作为基础性工程材料，其性能和应用范围持续拓宽。
钒微合金钢作为高性能钢的一种，其优良的力学性能和工艺性能备受关注。
而研究钒微合金钢的热变形行为及相变动力学，不仅有助于深入理解其微观组织和性能之间的关系，还可以为钒微合金钢的加工和优化提供理论支持。
二、钒微合金钢的热变形行为1. 热变形基本原理钒微合金钢的热变形行为主要涉及材料在高温下的塑性变形过程。
这一过程受到温度、应变速率和变形程度等因素的影响。
热变形过程中，钢的微观组织（如晶粒、相组成等）会发生变化，从而影响其宏观性能。
2. 实验方法与结果通过高温拉伸实验，可以研究钒微合金钢的热变形行为。
实验中，通过改变温度、应变速率和变形程度等参数，观察钢的力学性能变化。
结果表明，钒微合金钢的热变形行为具有明显的温度依赖性和应变速率敏感性。
三、相变动力学研究1. 相变基本原理钒微合金钢的相变是指其在加热或冷却过程中，由于温度的变化，其内部组织结构发生的转变。
相变过程中，钢的微观组织发生变化，从而影响其力学性能和物理性能。
2. 实验方法与结果通过差热分析（DSC）和金相观察等方法，研究钒微合金钢的相变动力学。
实验结果表明，钒微合金钢在加热和冷却过程中，会发生多种相变，如奥氏体相变、贝氏体相变等。
这些相变过程受到温度、时间和钒元素含量的影响。
四、影响热变形行为及相变的因素1. 温度的影响温度是影响钒微合金钢热变形行为及相变的关键因素。
在较高的温度下，钢的塑性变形能力增强，有利于热变形过程的进行；而在较低的温度下，相变过程更容易发生，但可能导致塑性降低。
2. 应变速率的影响应变速率也会影响钒微合金钢的热变形行为和相变过程。
较高的应变速率可能导致材料在热变形过程中产生较大的内应力，从而影响其组织和性能。
3. 钒元素含量的影响钒元素作为合金元素，对钒微合金钢的热变形行为和相变过程具有重要影响。
不同轧制温度对低合金钢热轧薄宽钢带组织和性能的影响
不同轧制温度对低合金钢热轧薄宽钢带组织和性能的影响低合金钢热轧薄宽钢带是一种常用的材料，在许多行业中广泛应用。
热轧是一种常见的金属加工方法，通过在高温条件下将钢坯进行塑性变形，可以获得所需的形状和尺寸。
轧制温度是热轧过程中的一个重要参数，会对低合金钢热轧薄宽钢带的组织和性能产生很大影响。
不同轧制温度对低合金钢热轧薄宽钢带的影响涉及到材料的晶粒度、硬度、抗拉强度和塑性变形能力等方面。
首先，轧制温度对材料的晶粒度有很大影响。
在热轧过程中，钢材经历了高温下的塑性变形，晶粒开始发生再结晶，随后进行快速冷却。
高温下的塑性变形会导致晶粒细化，而冷却速度越快，晶粒细化的程度越高。
因此，较高的轧制温度可以获得更细小的晶粒，由此提高了低合金钢热轧薄宽钢带的力学性能。
其次，轧制温度对钢材的硬度和抗拉强度有一定影响。
高温下的轧制使得钢材中的晶粒形成团聚，晶界得以恢复。
由于较高的轧制温度会导致晶粒细化，相应地提高了材料的硬度和抗拉强度。
然而，如果轧制温度过高，可能会引起晶界液化和晶界伸长，从而降低材料的硬度和强度。
因此，在选择轧制温度时需充分考虑晶界液化的问题。
此外，低合金钢热轧薄宽钢带的塑性变形能力也受到轧制温度的影响。
较高的轧制温度可以改善材料的塑性变形性能，提高材料的可塑性，有利于进一步的冷加工和成形。
低温下的塑性变形会限制材料的可塑性，容易导致裂纹和变形不均，从而影响产品的质量。
除了晶粒度、硬度、抗拉强度和塑性变形能力，轧制温度还对低合金钢热轧薄宽钢带的其它性能参数产生影响。
例如，较高的轧制温度会减小材料的残余应力，有利于提高材料的防腐蚀性能。
此外，不同轧制温度对材料的晶体取向有不同的影响，可能导致材料的磁化性能发生变化。
综上所述，不同轧制温度对低合金钢热轧薄宽钢带的影响是复杂的，涉及到晶粒度、硬度、抗拉强度、塑性变形性能等多个方面。
在选择轧制温度时，需要综合考虑材料的工艺要求、力学性能和成本效益等因素。
此外，为了确保产品的质量，轧制温度应在适当范围内控制，以避免晶界液化和晶界伸长等不良影响。
钢的组织对钢性能的影响
求主要取决于它的组织构造。
大量的生产实践说明，钢的组织对钢性能的影响起着决定性的作用，而钢的组织又主要取决于它的化学成分和加工的生产工艺过程以及相应的热处理状态。
此外，还与钢中气体和非金属夹杂物的含量及其他的冶金缺陷有关。
一、合金元素对钢力学性能的影响由于合金钢的种类很多，且不同钢种的化学成分具有不同的规格范围，而某一元素与其他元素共同配合又组成一定的相，才使钢具有一定的力学性能。
因此，孤立地分析某一元素对钢力学性能有多大影响不仅是困难的，而且也是片面的。
更何况，同一钢种因成分有微小的变化，性能也表现出较大的差异。
化学成分的力学性能的影响如下：〔1〕碳。
碳是决定钢力学性能的主要因素。
一般说来，随着碳含量的增加，钢的硬度升高，塑性及韧性降低。
当碳含量小于0.80％时，钢的强度随碳含量的增加而增加；当碳含量大于0.80％时，随着钢中碳含量的增加强度反而降低。
〔2〕硅。
硅能固溶于铁素体和奥氏体中，能提高钢的硬度和强度。
在普通碳钢中硅含量不超过0.40％，这时对力学性能影响不大。
当硅含量继续增加时，钢的强度指标，特别是屈服点有明显提高，但塑性及韧性降低。
硅能显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比〔sσ／b σ〕以及疲劳强度和疲劳比〔1-σ/b σ〕等。
此外，硅还能提高钢的脆性转变温度，因而在低温用钢中应控制它的含量。
〔3〕锰。
在一般碳钢中，锰含量在0.70％以下，对钢的性能影响不大，锰含量增加到1％～2％时，可使强度提高、塑性降低。
锰钢加热时易使晶粒粗化。
ZGMn13钢经水韧处理后可得到单一的奥氏体组织，具有高韧性及耐磨性，在耐热钢中锰还可提高钢的高温强度，作用与镍相似。
锰对钢的高温瞬时强度虽有所提高，但对持久强度和蠕变强度没有什么显著的作用。
〔4〕钨。
单一含钨的构造钢的性能与碳钢相比无多大改善，当钨与其他元素合用时，可细化晶粒，降低回火脆性，从而提高钢的强度。
铝能提高钢的红硬性及热强性，能形成特殊碳化物，提高钢的耐磨性。
形变热处理
摘要：形变热处理是形变强化和相变强化相结合的一种综合强化工艺，通过利用金属材料在形变过程中组织结构的改变，影响相变过程和相变产物，以得到所期望的组织与性能。
形变热处理通过使钢的母相发生如下变化：在再结晶温度以上形变，道次形变量如超过再结晶临界变形量，则母相发生动态或静态的再结晶，使晶粒得到细化；如进行多道次形变,则发生多次再结晶,母相的晶粒显著细化；在材料的再结晶温度以下形变，母相不发生再结晶，而产生大量晶体缺陷，或仅发生回复过程，形成多边化亚结构；形变诱发第二相由母相中析出，析出的第二相又与位错交互作用，使母相的成分与结构皆发生变化，达到形变强化和相变强化的目的。
关键字：回复再结晶晶体缺陷位错第二相正文形变热处理由于将金属材料的成形与获得材料的最终性能结合在一起，简化了生产过程，节约能源消耗及设备投资，同时与普通热处理比较，形变热处理后金属材料能达到更好的强度与韧性相配合的机械性能。
有些钢特别是微合金化钢，唯有采用形变热处理才能充分发挥钢中合金元素的作用,得到强度高、塑性好的性能。
例如09MnNb钢正常轧制后屈服强度（σs）为39kgf/mm2，-40℃梅氏（Mesnager）冲击值(αK)为0.63kgf·m/cm2；经正火后，-40℃的αK可提高到6～8kgf·m/cm2,而σs下降5kgf/mm2；如采用控制轧制（形变热处理工艺之一），强度与韧性都可进一步提高：αs约45kgf/mm2,-40℃的αK可达6～12kgf·m/cm2。
正是由于这样的原因，形变热处理已广泛应用于生产金属与合金的板材、带材、管材、丝材，和各种零件如板簧、连杆、叶片、工具、模具等。
1.形变热处理工艺中的塑性变形形变热处理工艺中的塑性变形（范性形变），可以用轧、锻、挤压、拉拔等各种形式；与其相配合的相变有共析分解、马氏体相变、脱溶等。
形变与相变的顺序也多种多样：有先形变后相变；在相变过程中进行形变；也可在某两种相变之间进行形变。
不同变形温度对TWIP钢组织和性能的影响
ＴＷ Ｉ （ Ｐ Ｔｗｉ ｎｎ ｎ ｕ ｅ ａ ｔ ｉ ） 钢 是 一 ｎ ｉｇ Ｉ ｄ ｃ ｄ Ｐｌｓｉ ｔ ｃｙ
不 同 变形 温 度 对 ＴＷ Ｉ Ｐ钢 组 织 和 性 能 的影 响 ＊
李 大 赵
（ 北 大 学 材 料 科 学 与工 程 学 院 ， 中 山西 太 原 ０ ０ ５ ） ３０ １
摘 要 ： ２ 在 ０℃、 ０ Ｃ、０ Ｃ ３种 温度 下对 ＴｗＩ ２ ０。 ４ ０。 Ｐ钢 的 力 学性 能 进 行 了研 究 ， 并采 用金 相 、 Ｅ Ｓ Ｍ
等 方法对 不 同温度 下 变形后 Ｔ Ｉ ｗ Ｐ钢 的微观 组 织及 断 口形貌 进行 了分析 。结果 表 明 ， 着 变形 温 度 的提 随
高 ， 拉 强 度 降 低 ， 长 率 相 差 不 大 ； 温 下 ＴＷ Ｉ 抗 伸 高 Ｐ钢 变 形 后 微 观 组 织 中形 变 孪 晶 的 密 度 降 低 ， 生 了动 发
验， 并对 变 形后 的微 观组 织进 行 了分 析 。
变 形 的 力一 移 曲 线 ， 位
可 以 看 出 ， 室 温 下 在
ＴｗＩ Ｐ钢 的 屈 服 强 度
１ 试 验 方 法
试 样钢 的 主要 成 分 如 表 １所 示 。拉 伸 试 验 在 Ｃ ＭＴ １ ５ 微 机控 制 电子 万能 试验 机 上 进 行 ， 验 ５ ０Ａ 试 温 度分别 为 ２ Ｏ℃ 、０ ２ ０℃、 ０ ℃， 拉伸 试 验 前 后 ４０ 从 的钢板上 取样 进 行 金 相 分 析 ， 相 试 样 经 打 磨 、 金 抛 光 ， ５ 硝酸 酒 精 溶 液 侵 蚀 ， ＭＤＳ型 金 相 显 微 用 在 镜 观察 分析 变形 前 后 的微 观 组 织 结 构 ； 口形 貌 在 断 Ｊ Ｍ 一６ ０ Ｆ扫描 电镜 上 观察 。 Ｓ ７０
变形工艺对CSP微合金高强度钢组织和性能的影响
基 金 项 目 ： 北 省 教 育 厅 重 点 资 助 项 目（０ ２ ０ ０３ ． 湖 ２０ Ａ １ １ ） 作 者 简 介 ： 鑫 强 （９ ２）男 ， 汉 科 技 大 学 硕 士 生 ． ｉ ｓｐ ｏ ｒｏ ｌ ｅ ｓｈ ．ｏ 张 １ ８一 ， 武 Ｅ ｍａｌ ｏ ｈ ｍｏ ｅｎｉ ＠ ｏ ｕ ｃ ｍ ： ｎ 通 讯 作者 ： 徐 光 （９ １）男 ， 汉 科 技 大 学 教 授 ， 士 ． ｉ ｘ ｇ ａ ｇ ｗｕｔｅ ｕ ｃ １ ６ －， 武 博 Ｅ ｍａｌ ｕ ｕ ｎ ＠ ： ｓ．ｄ ．ｎ
速 度对 微 合 金 钢 组 织 和 性 能 的 影 响 。根 据 涟 钢 实际 生产条 件 ， 确定 变 形温 度分 别 为８ ０ ９ ０。 ５ ， ５ Ｃ， 冷却 速度 分别 为 ｌ ，０ ３ ０ ２ ，０℃／ 。 ｓ 试验 工 艺曲线 如 图 ｌ 所示 。试 验 工艺参 数如
表 ２ 示。 所
强度越 高。
关 键 词 ： Ｓ ； 舍金 钢 ； 形 温度 ； 却 工 艺 ； 氏 体 ； 能 Ｃ Ｐ微 变 冷 贝 性 中图 分 类 号 ： Ｇ３ ５ １ Ｔ ３．３ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ３ ９ （ ０ ７ ０ — ５ １０ １ ７ — ０ ０ ２ ０ ） ６０ ７ ３
年代末 、０年代初 开发 成功 的 生产 热 轧 板卷 的一 ９
项短 流程 工 艺口 。薄 板 坯 连铸 连 轧 Ｃ Ｐ生 产 线 ］ Ｓ 可对 钢坯 的整个 热 轧 和 冷 却工 艺 （ 热 、 制 、 均 轧 冷 却及卷 曲） 行严 格 控制 ， 形成 的较 为完 整 的形 进 所 变热处 理技 术 ， 能使 批 量 生 产 的 低碳 钢 板 卷 强 度 大幅提 高 ］ 。近 期 研 究 表 明 ， 薄板 坯 连 铸 连 用 轧技术 生产 的微 合 金 高 强度 钢 ， 在 一 些 影 响 产 存 品质量 的问 题 ， ： 始组 织 细 化不 足 ， 如 原 晶粒 尺 寸 分 布不均 匀 ， 在 中心偏 析 和带状 组织 等 。 存 ］ 在保 证单 相奥 氏体 区轧 制 的前 提 下 ， 碳 钢 低 通 常在轧 后 的冷 却 过 程 中发 生奥 氏 体 的 分 解 转 变， 热轧板 的最 终 组 织 与 晶粒 尺 寸 是 由轧后 的奥 氏体 组织 和输 出辊 道 上 的冷 却 条 件 所度 和轧 后 冷 却 速 度是 控 制 钢 板最 终组 织与使 用性 能 的关键 环节 之一 。为 了生 产 出合 乎 组 织 、 能 要 求 的 产 品 ， 者 对 涟 钢 性 笔
固溶热处理后小变形量校形对316LN奥氏体不锈钢性能的影响
矫形末段
回弹状态
(a)等效应力
矫形末段长径372.79 回弹状态长径370.078 (b)长轴变形量
图3长轴变形量10.0 mm的校形模拟结果 Figure 3 The simulation result of adjustment when the deformation of the long axis is 10. 0 mm
Chen Hongyu, Zheeg Jianneeg, Yang Libong
Abstract: The influence of small deformation adjustment on the properties of 316LNaustenCic stainless steel in solution state has been studied by numericai simulation and physical siMulation. The results show that the physicai and chemical properties of 316LNstainless steel in solution state can meet the desicn requirementi by controUing the small deformation adjustment. The stress relief heat treatment at 400弋 with small deformation adjustrnent has little effect on tensile properties at room temperature and high temperature and hardness. Numericai simulation for deformation calculation and physical simulation for equai deformation mst are feasible methods to evaluate the physicai and chemicai properties of 316LNstainless steel workpieces after adjustment.
塑性变形与轧制技术：变形温度对塑性的影响
一、变形温度对不同钢种塑性的影响
曲线3：随温度升高塑性很少变化。 滚动轴承钢GCr15就属于这种类型。
温度对合金钢塑性的影响
一、变形温度对不同钢种塑性的影响
曲线4：在某一中间温度金属的塑性 下降，而温度更高些或较低时都有较 好的塑性。
工业纯铁属于这一类。
温度对合金钢塑性的影响
一、变形温度对不同钢种塑性的影响
大多数工业用钢诸如各种碳素钢与合 金结构钢都属于这一类型。
温度对合金钢塑性的影响
一、变形温度对不同钢种塑性的影响
曲线2：金属的塑性随温度升高而降 低，温度超过900℃以后，下降趋势 更加显著。
只适用于少数高合金钢。 如：1Cr25Ni20Si2不锈钢。 对这种合金钢加工非常困难。
温度对合金钢塑性的影响
Ⅳ区-接近于金属的熔化温度。
原因：晶粒迅速长大，晶间强度逐渐削弱，继续加热可能
产生过热或过烧。
二、温度对碳素钢塑性的影响
温度对碳素钢塑性的影响
塑性增加区： 1区——位于100～200℃之间。 原因：由于在冷加工时原子动能增加的缘故（热振动）。
二、温度对碳素钢塑性的影响
温度对碳素钢塑性的影响
二、温度对碳素钢塑性的影响
塑性降低区：
温度对碳素钢塑性的影响
Ⅰ区-钢的塑性很低，在零下200℃时塑性几乎完全丧失。 原因：原子热运动能力极低。低温脆性与晶粒边界的某些 组织组成物随温度降低而脆化有关。
二、温度对碳素钢塑性的影响
塑性降低区：
温度对碳素钢塑性的影响
Ⅱ区-位于200～400℃之间，此区域亦称为兰脆区，钢材 的断裂部分呈现兰色的氧化色。
原因：夹杂物以沉淀形式析出并渗入晶粒或存在于晶界。
二、温度对碳素钢塑性的影响
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第３ ５卷
第１ 期
上
海
金
属
Ｖｏ １ ． ＨＡＩ ＭＥＴ ＡＬ Ｓ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ，２ ０ １ ３ ３１
变 形 对 微 合金 钢 组 织 性 能 的 影 响
陈佩丽 沈 斌 张恒 华 孙彩 娜
（ 上海大学材料科学与工程学 院， 上海 ２ ０ ０ ０ ７ ２ ）
【 关键词 】 微合金钢 变形 电阻率 析 出相
Ｉ ＮＦＬＵＥＮＣＥ ｏＦ ＤＥＦｏＲＭ ＡＴＩ ｏＮ ｏＮ ＭＩ ＣＲｏＳ ＴＲＵＣＴＵＲＥ
ＡＮＤ ＰＲｏＰＥＲＴＩ ＥＳ ＯＦ ＭＩ ＣＲｏ ＡＬＬＯＹＥＤ Ｓ ＴＥＥＬ
Ｃｈ ｅ ｎ Ｐｅ ｉ ｌ ｉ Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｂｉ ｎ Ｚｈ ａ ｎｇ Ｈｅ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ Ｓ ｕ ｎ Ｃａ ｉ ｎ ａ
ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｌ ｙ ． Ｔｈ ｅ ｎ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕｅ ｄ ｔ ｏ ｇ ｒ ｏ ｗ ，ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｈｉ ｐ ｗｉ ｔ ｈ
【 摘要 】 利用金相显微镜观察 了微合金钢在奥 氏体 区高温 变形后等温不同时间再水淬的
显 微组 织 ， 并 用 电阻仪和 显微 硬度 计 测量 了相 应 的 电 阻率 和 显微 硬 度 。 结 果表 明 ， 变形 使得 晶 粒 细化 ， 促进 碳 氮化 物析 出， 从 而提 高硬 度 。保 温初 期 Ｎ ｂ Ｃ Ｎ析 出物导 致 电 阻的 小幅 上 升 ， 同时 基体 中溶质 原子含 量 急剧 减 少 ， 电 阻明显 下降 ， 致使 初期 电 阻率 整体 下 降 ， 之后 随着碳 氮化 物持 续长大， 与基 体 的 关 系从 共格 到半 共格 直 至 完全 非共格 ， 产 生很 大 畸 变 ， 电阻率 呈上 升趋 势 。
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｅ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
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