Page 41 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

王程明, 等: 工程机械用 Q690 钢的热变形行为

绘制在图中, 得到 Q690 钢的失稳图, 功率耗散图与
塑性失稳图叠加在一起形成 Q690钢的热加工图。
图 4 为 Q690 钢在真应变为 0.5 时得到的热加
工图, 图中等高线上的数值就是不同热变形条件下
的 , 阴影部分表示 Q690 钢的失稳区域, 白色部分
η
表示 Q690 钢的安全区域。从图 4 可以看出: 试验
得到的 0.5 真应变下的热加工图在整个温度范围内

-1 时, 各个温
均存在失稳区, 尤其是应变速率为 1s
度区域均失稳, 且 η 随变形温度和应变速率的变化
图 4 Q 690 钢在真应变为 0.5 时的热加工图
而变化; 当变形温度升高或应变速率降低时, Q690

钢的 η 会随之增大, 反之则减小; 当 Q690 钢在温度 奥氏体晶粒, 且晶粒被明显拉长, 没有发生动态再结

-1 时, 该区域 晶, 对应图 4 可看出, 此时材料处于失稳区, 功率耗
为 850~930 ℃ , 应变速率为 1 ~ 10s

的 η 较小, 最大为0.11 , 说明不适合在该区域内进行 散值较低。从图 5b ) 可知, 在温度为 950 ℃ , 应变速

加工; 当 Q690 钢在温度为 1000 ~ 1150 ℃ , 应变 率为 1s -1 的变形条件下, 随温度的升高, 应变速率

-1 时, 虽然由 0.11 增加到 降低, 被拉长的晶粒得到缓解, 并开始向动态再结晶
速率为 0.06 ~ 0.12s
η
0.27 , 但其处于失稳区域, 在此区域的加工性能依然 的趋势发展, 但仍以动态回复为主, 此状态的 η 只有

较差; 当 Q690 钢处于 1080~1150 ℃ , 应变速率为 0.15 , 组织还是失稳状态。从图 5c ) 可知, 若进一步

-1
-1 时, Q690 钢的 较高, 最小为 0.3 , 最 提高变形温度至1050℃ , 降低应变速率至0.1s ,
0.01~0.3s η
大为 0.39 , 此区域为 Q690 钢的安全区域, 材料性能 此时组织为等轴状的再结晶晶粒, 说明已发生明显
稳定, 可加工性能较好。在实际热加工过程中, 应尽 的动态再结晶现象, 材料处于稳定区, 功率耗散值 η
量避免失稳区域, 要选择相对安全的加工区域对材 也增大至 0.35 。从图 5d ) 可知, 当温度继续升高至

-1
料进行加工。 1150 ℃ , 应变速率降至 0.01s 时, 组织仍为均匀
图 5 为不同热变形条件下 Q690 钢的显微组织 的等轴状再结晶晶粒, 只是晶粒开始变大, 结合图 4
形貌。从图 5a ) 可知, 在温度为 850 ℃ , 应变速率为 可以看出, 此时材料的 η 达到峰值 0.39 , 再次说明

-1 的变形条件下, Q690 钢的显微组织为粗大的 该区域适合材料的加工成型。
10s

图 5 不同热变形条件下 Q 690 钢的显微组织形貌

2 5