Page 39 - 理化检验-物理分册2024年第九期
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史杰杰，等：基于热模拟试验机的大试样平面应变技术


              而细化了铁素体的晶粒。虽然位置1中Ⅳ区的上端                            试样的力学性能较稳定，说明Thermecmastor型热模
              表面与压头接触，摩擦力较大，形变量较小，但Ⅳ区                           拟试验机的平面应变技术可以较好地模拟Q235低
              的铁素体晶粒依然为块状铁素体，主要是因为外端                            碳钢压缩变形时的平面应变状态。可直接对压缩后
              的冷却速率比心部快。                                        的试样进行拉伸和冲击试验，实现同时分析钢铁材
                  由图9b)~9h)可知：位置2上端的组织为块状铁                      料显微组织与力学性能。
              素体和珠光体，铁素体晶粒尺寸与位置1中Ⅳ区的基
                                                                参考文献：
              本一致，位置2下端为魏氏组织，与位置1中的Ⅰ区
              相似；位置3上端为魏氏组织，下端组织中含有少量                             [1]  EVANS R W，SCHARNING P J．Strain inhomogeneity
              魏氏组织；位置4左端为魏氏组织，右端魏氏组织逐                                in hot axisymmetric compression test[J]．Materials Science
              渐消失；位置5中铁素体大部分为块状，还有一部分                                and Technology，2002，18(11)：1389-1398．
                                                                  [2]  岑风，胡显军，顾晔，等．小试样拉伸试验方法[J]．理
              针状铁素体；位置6与位置4的显微组织相似； 位置7，
                                                                     化检验(物理分册)，2023，59(4)：1-3．
              8的显微组织与位置5相似，大部分组织为块状铁素
                                                                  [3]  周旭东，杨钊铎．酒钢中厚板工艺热模拟浅析[J]．甘
              体和珠光体，并含有少量魏氏组织。                                       肃冶金，2023，45(1)：102-104．
                  低碳钢中针状铁素体的形成主要与材料的化学                            [4]  孙胜英．Gleeble-3500 热/力模拟压缩试验若干问题
              成分、冷却速率、原奥氏体晶粒尺寸和夹杂物含量等                                的分析与处理[J]．理化检验(物理分册)，2012，48(7)：
              因素有关。不同位置针状铁素体含量的变化与局部                                 452-453．
              形变量和冷却速率有关，局部形变量的变化影响了                              [5]  SONG  Y  L，FAN  J  K，LIU  X  D，et  al．Thermal
              原奥氏体的晶粒尺寸，进而影响针状铁素体的含量。                                processing  map  and  microstructure  evolution  of  inconel
              当冷却速率相似时，随着局部形变量的增加，针状                                 625  alloy  sheet  based  on  plane  strain  compression
                                                                     deformation[J]．Materials，2021，14(17)：5059．
              铁素体的含量逐渐减少，块状铁素体含量增加。大
                                                                  [6]  MOHEBBI  M  S，AKBARZADEH  A，YOON  Y  O，
              试样经过3道次形变量为50%的平面应变压缩后，
                                                                     et al．Flow stress analysis of ultrafine grained AA 1050
              Q235低碳钢变形中心区域的组织大部分为块状铁                                by  plane  strain  compression  test[J]．Materials  Science
              素体和珠光体，显微组织相对均匀。                                       and Engineering：A，2014，593：136-144．
                  对压缩变形后试样的力学性能进行测试，拉伸                            [7]  沈鑫珺，唐帅，杨小龙，等．热模拟平面应变条件下的
              试样和冲击试样的取样位置如图7b)所示，按照相同                               热轧织构研究[J]．东北大学学报(自然科学版)，2016，
              热模拟工艺进行了两次相同的平面应变压缩试验，                                 37(8)：1104-1107．
                                                                  [8]  潘红波，唐荻，胡水平，等．平面应变压缩技术的研究[J]．
              制备出两个平面应变试样，两个试样的抗拉强度分
                                                                     锻压技术，2008，33(2)：75-79．
              别为463，467 MPa，两个试样的冲击吸收能量分别
                                                                  [9]  潘红波，唐荻，胡水平，等．平面应变压缩金属流变规
              为175，181 J，两个平行试样的力学性能接近，力学                            律及影响因素分析[J]．钢铁，2008，43(11)：59-64．
              性能较稳定。                                              [10]  戴彦璋，韩顺，厉勇，等．C250钢热变形奥氏体静态再

              3  结论                                                  结晶行为[J]．锻压技术，2022，47(11)：231-238．
                                                                  [11]  王瑞珍，杨忠民，车彦民．低碳钢Q235 奥氏体的动
                 （1）通过对Thermecmastor型热模拟试验机的                         态再结晶与动态相变[J]．钢铁研究学报，2006，18(1)：
              参数进行调整，使大试样温度在升温、保温和降温                                 28-33．

              过程中相对稳定。大试样均温区尺寸为 30 mm×                            [12]  骆春民， 刘莹．实验室热模拟试验技术[J]．理化检验(物
              30 mm× 20 mm，温差为20 ℃，满足大试样平面应                          理分册)，2023，59(11)：19-22．
              变压缩试验的要求。                                           [13]  霍连喆，赵鹏飞，孙丽坤，等．Cr8钢的动态再结晶行
                                                                     为及组织转变[J]．理化检验(物理分册)，2012，48(10)：
                 （2）基于平面应变试样的组织、流变应力-流变
                                                                     640-644．
              应变曲线、相变温度，确定了Q235低碳钢变形区的
                                                                  [14]  宋志刚，郑文杰，杨卓越，等．00Cr22Ni5Mo3N热变形
              显微组织演变规律，试样中间区域的显微组织相对                                 动态软化机理研究[J]．钢铁，2009，44(10)：61-65．
              均匀，为铁素体和珠光体。                                        [15]  WANG B X，ZHANG Y，QIU F，et al．Role of trace
                 （3）经平面应变压缩后，Q235低碳钢试样的宽                             nanoparticles in manipulating the widmanstatten structure of
              展相对较小，应变分布接近于平面应变状态，且平行                                low carbon steel[J]．Materials Letters，2022，306：130853．


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