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碳錳鉻C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼(化學(xué)成分)高溫力學(xué)性能及熱力學(xué)研究

發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn 更新時(shí)間:2015-03-26
通過(guò)結(jié)合Gleeble-3800熱/力模擬機(jī)研究了變形溫度、變形速率、變形程度對(duì)C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼熱變形抗力的影響,并結(jié)合Thermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件研究相組成、不同相合金元素在不同溫度下的含量以及合金元素隨溫度變化而產(chǎn)生的活度變化情況,為C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼的開發(fā)及其工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

?????? 金屬材料的塑性變形抗力是指在給定的變形條件下,所研究的金屬材料能夠?qū)崿F(xiàn)塑性變形的應(yīng)力。它是表征金屬材料塑性加工性能的一個(gè)最基本參量,影響變形抗力的因素很多,通常分為兩類:內(nèi)部因素,即材料本身特性,包括金屬的化學(xué)成分、組織;外部變形條件,包括應(yīng)力狀態(tài)、變形溫度、變形速度和變形程度等。金屬材料的塑性變形抗力是衡量其可鍛性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志,也是設(shè)備選擇的依據(jù)和制定金屬材料合理變形工藝的關(guān)鍵。對(duì)金屬材料的變形抗力規(guī)律進(jìn)行研究,具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程價(jià)值,也對(duì)金屬材料在實(shí)際軋制生產(chǎn)中的工藝參數(shù)確定有直接的指導(dǎo)作用。本文通過(guò)結(jié)合Gleeble-3800/力模擬機(jī)研究了變形溫度、變形速率、變形程度對(duì)C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼熱變形抗力的影響,并結(jié)合Thermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件研究相組成、不同相合金元素在不同溫度下的含量以及合金元素隨溫度變化而產(chǎn)生的活度變化情況,為C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼的開發(fā)及其工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼,其化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.06~0.12C,0.05Si,1.2~2.0Mn,0.35~0.65Cr,0.0015P,0.01S,0.02~0.07Als,0.0045N。其組織由鐵素體和馬氏體兩相組成,馬氏體以細(xì)小島狀分布在鐵素體晶界上,鐵素體晶粒尺寸為1015μm。硬質(zhì)相以孿晶馬氏體為主,鐵素體基體中存在大量位錯(cuò),位錯(cuò)相互纏結(jié)成胞狀。實(shí)驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度為670MPa,屈服強(qiáng)度為380MPa,伸長(zhǎng)率為24%。熱模擬實(shí)驗(yàn)材料取熱軋中間坯料。
Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)上采用單道次壓縮試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)工藝要求,采用圓柱壓縮試樣,試樣加工尺寸為φ8mm×15mm。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,試樣以10/s的速度加熱到1180℃,保溫3min使其奧氏體化,然后以10/s的冷卻速度將試樣分別冷至11001050、1000950、900850℃時(shí)變形,壓下率為70%,變形速率分別為1、1030s-1,變形后水淬冷卻至室溫。
C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼在低應(yīng)變速率(1s-1)時(shí),從850℃到950℃,在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)是加工硬化型,10001100℃,試樣由動(dòng)態(tài)回復(fù)型向部分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型轉(zhuǎn)變。在變形速率為10s-1、變形溫度為900℃時(shí),試樣在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)是加工硬化型。在950℃以上,試樣為動(dòng)態(tài)回復(fù)型。變形速率為30s-1時(shí),試樣在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)為動(dòng)態(tài)回復(fù)型。實(shí)驗(yàn)鋼熱變形抗力隨變形速率的增加而增加。并且隨變形溫度的降低、變形速率的升高,峰值應(yīng)力增加,而且其所對(duì)應(yīng)的峰值應(yīng)變向較高應(yīng)變方向移動(dòng)。C的活度在鐵素體相變前,其活度隨溫度降低緩慢升高,伴隨鐵素體相變開始,其活度迅速升高,當(dāng)鐵素體相變結(jié)束后繼續(xù)降低溫度,C的活度迅速下降。Fe的活度隨溫度降低緩慢升高,SiMn、Cr的活度隨溫度變化不大。不同溫度條件下滲碳體和M7C3相各合金元素的比例不同,通過(guò)高溫形變,增加了奧氏體的形變儲(chǔ)能,一方面變形使奧氏體晶粒拉長(zhǎng),晶界面積增加;另一方面變形改變了晶界的結(jié)構(gòu),使原子排列更加無(wú)序,導(dǎo)致單位面積的晶界能增加。熱變形條件下CMn、Cr等合金元素?cái)U(kuò)散速度大于平衡狀態(tài),加快了相組成的重排過(guò)程。

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