Page 18 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

刘 莹, 等: 45 钢控轧控冷工艺模拟试验

体的动态再结晶行为, 得到流变应力曲线, 具体工艺 15min , 以 200 ℃ / h 的降温速率冷却试样。记录热

为: 将试样以5℃ / s的升温速率加热到1200℃ , 保 膨胀曲线拐点, 确定 45 钢的 A c1 ( 加热时珠光体向

温 3 min , 再 以 5 ℃ / s 的 降 温 速 率 分 别 冷 却 到 奥氏体转变的温度)、 A c3 ( 加热时转变为奥氏体的终

1150 , 1100 , 1050 , 1000 , 950 , 900 , 850 , 800 ℃ , 经 了温度)、 A r3 ( 冷 却 时 铁 素 体 转 变 的 开 始 温 度) 和

-1 的应变速率进
30s短时均温后, 再分别以0.1 , 1s A r1 ( 冷却时奥氏体向珠光体转变的温度)。
行热压缩变形, 变形量均为 60% , 变形后立即淬火, 结合金相检验, 绘制 45 钢的静 态 CCT 曲线。
保留变形后组织。 选取不同的降温速率 ( 0.5 , 1 , 2 , 3 , 5 , 7 , 10 , 15 , 20 ,

通过模拟试验分析应力 - 应变曲线特征参数, 观 30 , 50 ℃ / s ) 进行试验。
察试样形变奥氏体动态再结晶的晶粒形态, 建立试
验钢的动态再结晶图, 研究试验钢动态再结晶行为 2 试验结果及分析
的发生条件和演化过程。 2.1 45 钢单道次压缩流变应力曲线
1.2.2 45 钢临界点及 CCT 曲线的绘制 对单道次压缩时的应力 - 应变曲线进行分析, 不
利用膨胀法研究 45 钢的临界点, 具体工艺为: 同变形温度和应变速率下 45 钢单道次压缩变形的

以 5 ℃ / s 的升温速率将试样加热 到 500 ℃ , 再 以 应力 - 应变曲线如图 1 所示。
200 ℃ / h 的 升 温 速 率 将 试 样 加 热 到 980 ℃ , 保 温

图 1 不同变形温度和应变速率下 45 钢单道次压缩变形的应力 - 应变曲线
在满足低变形温度和高应变速率条件时, 45 钢 试验结果表明: 试样在满足变形温度高、 变形速
的应力 - 应变曲线呈现动态回复特征。当变形温度 率低、 变形量较大的条件下, 材料在高温条件下的形
上升且应变速率下降时, 应力 - 应变曲线的动态再结 变是软化行为, 由于温度较高, 材料内部受力产生的

晶趋势增强。 位错和恢复过程中亚结构位错的密度都减少了, 在
随着变形温度的降低, 当应变速率增加时, 应力 该条件下, 动态再结晶更易发生。
峰值随之上升, 动态再结晶变得困难。当变形温度 2.2 45 钢的动态再结晶图
过低或应变速率过大时, 应力 - 应变曲线已经没有明 根据单道次压缩时的应力 - 应变曲线, 建立 45
显的动态再结晶趋势, 表现为加工硬化或动态回复 钢的动态再结晶图( 见图 2 ), 当达到一定的应变, 再
特征。 结晶才会发生 [ 4 ] 。在满足再结晶发生的前提下, 随
当应变量相同时, 随着变形温度的升高和应变 着温度的增大, 需要的应变随之减小。根据动态再
速率的降低, 流变应力呈下降趋势; 当变形温度相同 结晶试验结果, 对工艺进行调整, 使 45 钢在粗轧阶
时, 随着变形速率的增大, 应力峰值向着应变增大的 段完成再结晶, 在精轧阶段避免发生再结晶, 在全过
方向移动; 当变形速率相同时, 随变形温度的升高, 程避免发生部分再结晶, 以免得到混晶组织。
应力峰值及应变都有减小的趋势。 2.3 静态 CCT 曲线
不同试验条件下应力 - 应变曲线的对比, 证明了 45 钢的相变转变温度如表 2 所 示 ( A 为 奥 氏
动态再结晶是一个热激活过程, 即变形温度越高, 材 体, F 为铁素体, P 为珠光体, B 为贝氏体, M 为马氏
料越容易发生动态再结晶。 体), CCT 曲线如图 3 所示。

2