鍛造用耐磨鋼板為目前應(yīng)用最為廣泛的一類耐磨鋼板，其鍛造工序不僅基本確定了零件的形狀，而且也基本決定了零件的工藝性能和使用性能。37MnSiVS鋼是近年來新開發(fā)的一種新型脹斷連桿用中碳耐磨鋼板，具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和脹斷性能，可采用脹斷工藝制造高性能的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿。
與傳統(tǒng)的中碳耐磨鋼板如38MnVS鋼相比，該鋼中的微合金化元素釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從通常的0.08%～0.15%提高到0.25%～0.35%。釩元素含量的顯著提高，必然影響鋼的熱變形行為。
試驗(yàn)選用高釩含量的37MnSiVS鋼，放入實(shí)驗(yàn)室200kg真空感應(yīng)爐中冶煉，澆注成110kg的鋼錠，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：C0.38%，Si0.77，Mn1.07，P0.032，S0.085，Cr0.18，V0.28，Al0.017。將鋼錠隨后兩火鍛造成直徑50mm的圓棒，鍛后空冷。從圓棒1/2半徑處掏取直徑8mm、高15mm的熱模擬圓柱試樣。
在Gleeble 3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行單道次壓縮熱模擬試驗(yàn)。試樣以10℃/s的速度加熱到1200℃，保溫2min，然后分別以10℃/s的速度冷卻到1150、1100、1000和900℃的形變溫度，保溫10s（消除試樣內(nèi)溫度梯度）后進(jìn)行單道次壓縮變形，變形速率分別是0.1、0.5、1、10s-1，變形量為60%（真應(yīng)變量為0.92）。在熱模擬機(jī)壓頭與試樣兩端接觸處夾1層石墨片進(jìn)行潤滑，使試樣盡可能均勻形變。變形后，試樣立刻水冷卻至室溫以保留奧氏體晶粒形貌。
淬火后將試樣沿軸向用線切割切開，磨制拋光后用飽和苦味酸+洗滌靈溶液腐蝕，以顯示原奧氏體晶粒。使用金相圖像分析儀觀察奧氏體晶粒并拍照，用截線法測(cè)量出奧氏體晶粒尺寸。為了確認(rèn)變形前后是否有釩的碳氮化物析出，將冷卻到900℃變形前及變形后的試樣進(jìn)行水淬。采用10%的高氯酸酒精溶液電解雙噴法制備透射電鏡（TEM）樣品，在HITACHI H-800型透射電鏡下觀察微觀組織。
結(jié)果表明：試驗(yàn)料的熱變形特征與傳統(tǒng)的中碳微合金耐磨鋼板基本一致，較高的溫度和較低的應(yīng)變速率有利于發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。試驗(yàn)料在變形溫度低于1000℃時(shí)開始發(fā)生再結(jié)晶的時(shí)間進(jìn)一步延長。透射電鏡觀察結(jié)果表明，試驗(yàn)料中的釩主要以固溶態(tài)的形式存在于奧氏體中，從而影響奧氏體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為。所獲得的試驗(yàn)料的熱變形激活能為364.9kJ/mol，并獲得了其熱變形方程及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸與Zener-Hollomon參數(shù)之間的關(guān)系式。此研究為鋼種成分優(yōu)化及合理的鍛造工藝制定提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。