Page 36 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

骆春民, 等: 实验室热模拟试验技术

力、 弯曲力、 矫直力、 拉坯力等应力大于其高温状态 为第Ⅲ类脆性区。图2为29MnCr6钢连铸圆坯的

下的塑性极限时, 铸坯极容易出现表面和内部裂纹。 强度 - 塑性曲线, 图中1150~1300℃为第Ⅰ类脆性

用热模拟机对铸坯试样进行高温拉伸试验, 根据不 区, 600~750℃为第Ⅲ类脆性区。
同变形温度条件下的拉伸应力 - 应变曲线获得铸坯
的屈服强度、 抗拉强度、 弹性模量等高温力学性能参
数。沿平行于拉坯方向纵向取样, 加工成尺寸为

10mm×120mm ( 直径×长度) 的圆棒, 两侧各加工

有尺寸为10mm×15mm ( 直径×长度) 的螺纹, 高

温拉伸温度为600~1350 ℃ , 每间隔50 ℃测试一

次, 拉伸应变速率为 10 s 。试验后根据不同温
-1
-3
度下试样拉伸前后的断面尺寸( 直径), 计算出试样
的断面收缩率, 结合对应温度下应力 - 应变曲线中的
强度, 绘制试样的强度 - 塑性曲线, 并得出试样的脆
图2 29MnCr6钢连铸圆坯强度 - 塑性曲线
性区, 结果可为制订和优化连铸坯的拉坯及矫直工
1.2 轧制工艺模拟
艺提供基础数据, 以避免产生轻铸坯裂纹。一般认
轧制过程中形变奥氏体再结晶行为对材料的抗
为, 断面收缩率小于60%即进入脆性区。钢的熔点
变形能力、 组织和性能起决定性作用。在制定轧制

至600℃存在3个明显的脆性温度区域: 高温区( 熔
工艺前, 研究材料的形变奥氏体动态和静态再结晶

点至 1200 ℃ ) 为第 Ⅰ 类脆性区, 中温区 ( 900~
的发生条件、 变化规律尤为重要。利用热模拟机进

1200℃ ) 为第Ⅱ类脆性区, 低温区( 600~900℃ ) 为

行圆柱体单向压缩试验, 其中采用单道次压缩试验
第Ⅲ类脆性区。图1为45钢连铸板坯1 / 4处的强
研究动态再结晶, 采用双道次压缩试验研究静态再
度 - 塑性曲线 [ 2 ] , 45 钢连铸板坯 1 / 4 处有 2 个脆性
结晶, 试样尺寸( 直径×长度) 为10mm×15mm 或

区, 1200~1350℃为第Ⅰ类脆性区, 600~850℃
者8mm×12mm 的圆柱体。
在不同温度、 应变速率条件下对试样进行单道
次压缩试验, 变形量大于 60% 。试验后分析应力 -
应变曲线特征参数, 看应变曲线是否有峰值。当变
形温度较高、 应变速率较低时, 曲线会出现峰值, 奥
氏体发生动态再结晶; 当变形温度较低、 应变速率较
快时, 曲线无峰值, 奥氏体只发生加工硬化和动态回

复, 而不发生再结晶。图3 为 Q345E 钢单道次压缩

-1 时, 温度为
应力 - 应变曲线, 当应变速率为 0.1s

800~1150℃的曲线均有峰值, 奥氏体都发生了再

图1 45钢连铸板坯1 / 4处强度 - 塑性曲线 结晶, 当应变速率增大到10 s 时, 只有在较高的
-1

图3 Q 345E钢单道次压缩应力 - 应变曲线
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