Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢热变形行为及微观组织演变规律研究
发布时间：2021-08-06 18:08
超高碳钢具有极高的强度、硬度和耐磨性,但是随着钢中碳含量的升高,钢在热变形时易出现裂纹等缺陷,影响超高碳钢的性能及应用。本文以Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢为研究对象,通过Gleeble-3500热模拟试实验及扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射技术（EBSD）等表征手段,并结合有限元模拟的方法,研究了Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V钢在不同温度、应变速率及压下量时材料的应力应变曲线、微观组织变化及动态再结晶规律。结合材料的本构方程、动态再结晶模型模拟了Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V钢锻压及轧制时不同工艺条件下材料的动态再结晶情况,为实际生产中热变形工艺参数的制定提供了理论依据。本研究获得的主要结论如下:（1）分析Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V钢在变形温度为950℃～1150℃,应变速率为0.01 s-1～5 s-1,应变量为0.511时流变应力曲线,建立了材料的流变应力本构方程,能够准确的描述实验钢在热变形过程中的流变行为,超高碳钢热变形激活能Q=729.37 ...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢原始组织
中北大学学位论文14图2-1Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢原始组织(a)SEM,(b)XRD衍射图谱Figure2-1OriginalmicrostructureofFe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4VUHCS(a)SEM,(b)XRDpattern2.2实验设备与实验方案选用棒状的铸态Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢，使用DK7763型线切割机将所选材料切割成尺寸为φ10mm×15mm的圆柱，并保留一定的加工余量。再经磨床将试样表面进行抛磨处理使表面粗糙度达到实验需求。具体尺寸如图2-2所示。图2-2试样尺寸Figure2-2Thesimplesize使用Gleeble-3500热模试验机进行单道次等温轴向高温压缩实验，试验机如图2-3所示。为了减小压头和试样之间的摩擦力，防止压缩过程中试样出现鼓形变形、粘连压头以及变形过程中试样发生氧化等问题，需在试样两端涂抹润滑油后各放一片钽箔片和石墨片，最后将试样夹紧关闭舱门并抽真空[56-58]。
中北大学学位论文15图2-3Gleeble-3500热模拟试验机Figure2-3Gleeble-3500thermal-mechanicalsimulator当实验舱为真空状态时，设置热模拟实验机的加热程序。首先，以10℃/s的速度将圆柱试样加热至1200℃并保温300s，使试样组织充分奥氏体化。然后，以5℃/s速度冷却试样至变形温度并保温60s，使试样内部温度均匀分布。最后，在所设定的变形温度、应变速率和应变量下进行等温压缩。压缩变形结束后，取出试样进行空冷，冷却温度迅速降低至再结晶温度以下，变形过程中的微观组织完整保留。部分试样在变形结束后立即对其表面进行喷水，冷却至室温以保留组织中的形变织构和位错组织。实验工艺如图2-4所示。温度/℃时间/s空冷/水淬Strain5℃/s60s10℃/s1200℃，300s图2-4超高碳钢热压缩模拟实验方案示意图Figure2-4SchematicdiagramofUHCShotcompressionsimulationexperimentscheme
【参考文献】：
期刊论文
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[9]变形温度对IF钢应力-应变曲线及组织的影响[J]. 杨吉春,刘香军,吕艳红,何耀宇,李堃,杨昌桥. 金属热处理. 2016(06)
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博士论文
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硕士论文
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[5]合金元素铝和硅对超高碳钢组织和性能的影响[D]. 孙中华.河北工业大学 2007
[6]基于微观组织演变的钛合金本构关系模型及应用[D]. 陈胜晖.西北工业大学 2004
本文编号：3326238
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢原始组织
中北大学学位论文14图2-1Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢原始组织(a)SEM,(b)XRD衍射图谱Figure2-1OriginalmicrostructureofFe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4VUHCS(a)SEM,(b)XRDpattern2.2实验设备与实验方案选用棒状的铸态Fe-1.3C-5Cr-0.4Mo-0.4V超高碳钢，使用DK7763型线切割机将所选材料切割成尺寸为φ10mm×15mm的圆柱，并保留一定的加工余量。再经磨床将试样表面进行抛磨处理使表面粗糙度达到实验需求。具体尺寸如图2-2所示。图2-2试样尺寸Figure2-2Thesimplesize使用Gleeble-3500热模试验机进行单道次等温轴向高温压缩实验，试验机如图2-3所示。为了减小压头和试样之间的摩擦力，防止压缩过程中试样出现鼓形变形、粘连压头以及变形过程中试样发生氧化等问题，需在试样两端涂抹润滑油后各放一片钽箔片和石墨片，最后将试样夹紧关闭舱门并抽真空[56-58]。
中北大学学位论文15图2-3Gleeble-3500热模拟试验机Figure2-3Gleeble-3500thermal-mechanicalsimulator当实验舱为真空状态时，设置热模拟实验机的加热程序。首先，以10℃/s的速度将圆柱试样加热至1200℃并保温300s，使试样组织充分奥氏体化。然后，以5℃/s速度冷却试样至变形温度并保温60s，使试样内部温度均匀分布。最后，在所设定的变形温度、应变速率和应变量下进行等温压缩。压缩变形结束后，取出试样进行空冷，冷却温度迅速降低至再结晶温度以下，变形过程中的微观组织完整保留。部分试样在变形结束后立即对其表面进行喷水，冷却至室温以保留组织中的形变织构和位错组织。实验工艺如图2-4所示。温度/℃时间/s空冷/水淬Strain5℃/s60s10℃/s1200℃，300s图2-4超高碳钢热压缩模拟实验方案示意图Figure2-4SchematicdiagramofUHCShotcompressionsimulationexperimentscheme
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[6]基于微观组织演变的钛合金本构关系模型及应用[D]. 陈胜晖.西北工业大学 2004
本文编号：3326238
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