大鍛件在制坯過(guò)程中是一個(gè)在高溫下進(jìn)行多火次的變形過(guò)程，每一火次的變形都伴隨著材料內(nèi)部顯微組織的變化。較高的變形溫度以及較大的壓下量會(huì)使材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加，從而導(dǎo)致材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。
30Cr2Ni4MoV鋼是中合金低壓轉(zhuǎn)子鋼，主要用于軸、齒輪和發(fā)電機(jī)等，金屬發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)提高鍛件或者產(chǎn)品本身的宏觀力學(xué)性能。太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究者們對(duì)鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為進(jìn)行研究，并建立動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型，為控制及優(yōu)化高溫條件下的鍛造加工工藝提供理論依據(jù)。
本研究采用30Cr2Ni4MoV鋼錠材料作為研究對(duì)象，利用Gleeble-1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行鐓粗物理模擬試驗(yàn)，熱模擬試驗(yàn)工藝。
由于鑄態(tài)材料內(nèi)部組織不均勻，將試樣加熱至1250℃，保溫20h進(jìn)行均勻化處理，并將處理后的試樣加工成Φ8mm×12mm圓柱體進(jìn)行平面壓縮。經(jīng)研磨拋光后在40℃的過(guò)飽和苦味酸溶液中浸蝕，利用Zaiss Imager金相顯微鏡對(duì)試樣進(jìn)行顯微組織觀察。按照ASTM晶粒度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量出動(dòng)態(tài)再結(jié)晶平均晶粒截線長(zhǎng)度D，結(jié)合應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為分析。
從鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼在同一應(yīng)變速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出，當(dāng)應(yīng)變速率和變形量一定時(shí)，流變應(yīng)力、峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變都隨著變形溫度的升高而逐漸降低。這是由于隨著變形溫度的升高，熱激活作用逐漸加強(qiáng)，導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)和臨界切應(yīng)力降低，從而使金屬材料的變形抗力也逐漸減小。
觀察發(fā)現(xiàn)，隨著變形溫度的不斷升高和應(yīng)變速率的降低，試樣的流動(dòng)應(yīng)力顯著降低。變形量、變形溫度以及變形速率等工藝參數(shù)均對(duì)變形抗力產(chǎn)生一定影響；變形溫度越高，應(yīng)變速率越低，則動(dòng)態(tài)再結(jié)晶造成的軟化程度也就越大。當(dāng)變形溫度相同時(shí)，應(yīng)變速率越低，則應(yīng)力-應(yīng)變曲線的峰值應(yīng)變也就越低，這說(shuō)明在較高溫度和較低應(yīng)變速率下，能夠促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。
通過(guò)對(duì)鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究，得到了該材料的穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力、峰值應(yīng)變、臨界應(yīng)變和飽和應(yīng)力的模型，建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶尺寸模型，為低壓轉(zhuǎn)子鋼大鍛件成型工藝奠定了理論基礎(chǔ)。
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