动态再结晶动力学模型SCM435钢的测定

内蒙古科技大学

本科生毕业外文翻译

题目：动态再结晶动力学模型

SCM435钢的测定学生姓名：钱志伟

学号：1061102214

专业：冶金工程

班级：2010冶金（2）班

指导老师：刘宇雁教授

摘要

SCM435钢的流变应力行为进行了研究利用MMS-200热模拟机，用1023至1323年?变形温度和应变速率的条件下0.01-10秒-1。实验结果表明，临界应变会得到更小的增量温度和应变率的减小，而使动态再结晶易于发生。高峰SCM435钢的高温下应力本构方程是由双曲形式成立正弦波，并且在高温下变形的激活能由回归方程得到。临界应变εC动态再结晶准确来源于含菌株的θ-σ曲线硬化率θ和FL OW应力σ。然后峰值应力，峰值应变，临界应力，临界之间的相关性应变和参数Z进一步得到。动态再结晶的Avrami方程动力学方程SCM435钢是从应力 - 应变曲线的发展，和Avrami指数米进行抽象。观察还表明的Avrami常数将与增量减少温度，但会增加与在增量应变率。该阿夫拉米不断发生小的影响从变形温度，但从应变率，以及阿夫拉米常数与应变率之间的相关性显著的影响是由回归方程得到的。

关键词：SCM435钢;动态再结晶;活化能;临界应变

1 引言

SCM435钢是典型的中碳钢具有良好的淬透性。一个更好的疲劳强度和耐冲击性可以通过回火进行说明。该lowtemperature 冲击韧性和回火脆性 SCM435钢执行优秀。该钢SCM435 用于12.9级螺栓钢在汽车发动机的需求由于恶劣的极端高要求的疲劳寿命的工作环境。这是典型的高端产品冷镦。动态再结晶是一种软化的过程中，重要的机制热变形，并具有较大的INFL对粮食uences 大小，形态和被静态再结晶。因此研究具有较高的学术意义和工程应用价值[1-3]。因此，热力学模拟实验，通过研究FL OW高温下合金的应力特性。与此同时，SCM435钢的过程中软化规则热变形进行了分析，以获得结果包括热变形的活化能，临界应变对动态再结晶，而峰值应力，峰值应变，临界之间的相关性应力，临界应变而参数Z的模型动态再结晶的热变形SCM435钢当时成立的提供可靠的理论依据做出合理的处理的产品。

2 实验

工业热轧SCM435钢用作为试验材料。其主要化学成分为：?0.35wt％，锰0.55wt％，硅0.28wt％，P 0.013wt％，S0.01重量％，铬0.92wt％，钼0.2重量％。它的微观结构在室温下示于图1（a）。原SCM435钢的奥氏体晶粒示于图1（b）从淬火后热轧。的微观结构SCM435钢在室温下主要是贝氏体，同时它也有一个小的铁素体，珠光体，马氏体。

在原奥氏体晶近似25微米。所有的测试材料加工成Φ8㎜×15毫米圆柱试样，然后放到一个MMS-200机热压缩模拟。压缩实验下进行恒温，恒应变速率，与预先设定的温度和变形速率从自动控制系统。温度上升率设定为20 K /秒。保存设置为5分钟在1 473 K，则温度冷却下来，10 K / S，又增加服用压缩测试前10秒保存。

在实际中，变形温度为通常1 323-1 023 K，这样的温度设定为1 023，1 123，1 223和1 323 K的测试，应变为0.01，0.1和1 s-1的速率。

3 结果与讨论

如从两个加工硬化，其结果在高温下变形动态软化，真正的发辫 - 应变曲线可以被分类动态回复和动态再结晶[4,5]。该SCM435钢的真应力 - 应变曲线示于在不同的应变速率和变形图2下温度。动态再结晶容易发生发生在较高的温度或低应变速率。这是因为，软化，需要时间。如果变形率是高的，不会有足够的时

间对谷物生长。与此相反，晶粒将给出足够的时间低应变速率下生长，导致动态再结晶。动态的影响重结晶变形温度和应变速率是相似的。粮食的驱动力增长得到更大更高的温度下，使动态再结晶更容易出现。当应变速率为1秒，峰值应力不出现了1023 K的变形温度下应变形式0?0.5。为了减小误差，所以该数据被忽略。动态4的动力学模型再结晶动态再结晶4.1计算活化能按照双曲正弦函数方程包括变形激活能Q和其中提出由塞拉斯和Tegart温度T 高温塑性变形下的[6]，流变应力，应变速率和之间的相关性温度可由式表示：

其中，F（σ）为应力的功能。低应力，高应力和任意应力分别为由幂函数，指数函数表示和双曲正弦函数。其次是他们的数学表达式：

其中，应变率（）; R为气体常数，这是8.314 J /（摩尔?K）; T是热力学温度（K）; Q为热激活能变形量（千焦/摩尔）; σ为峰值应力（兆帕）;A，N， N1，β和α是材料常数，特别是α=β/n1。据齐纳C和所做的研究 Hollomon H，应变速率由过程控制在高温塑料的热活化

变形。应变率之间的相关性和温度可以通过参数Z为被表达

如下[7]：

（3）其中，Z为补偿应变速率的因素与温度。在指定的温度下，幂函数（低应力）和指数函数（高应力）投入到方程。（1），分别与当Q是不相干到T 的结论可以得到

如下：

其中，B和C是材料常数无关到T通过利用对数的两侧在方程。（4）和（5）中，

分别是如下的结果可以得到：

然后代以真实的实验数据应力- 应变入方程;相应的σ-LN和lnσ-LN的功能和曲线可再

导出。他们两人都是线性模型。斜率推导出通过使用最小二乘线性回归的方法，如图图3（a）和3（b）所示。然后，斜坡采取互惠和平均，与结果β=0.04835兆帕-1，N1=7.7455和α=0.00624兆帕-1。对于所有的压力情景，方程（1）也可以表示为，

通过取对数方程的两侧（8），该下面的结果然后可以得到

从方程（9结论可以得出这线性相关性是同时适用于LN[双曲正弦（ασ）]-LN 和LN[的sinh（ασ）]-。图3（c）和3（d）是其结果线性拟合。相应的参数可以是然后计算，得到N =5.7613，Q =308.066千焦/摩尔。拦截Q /（NRT）-LNA/ n可以从以下地址获得图3（c）中，然后得到A =1.9468×1012 。参数本构方程为SCM435钢都显示在表1中

4.2测定的临界应变为动态再结晶一般来说，经验公式εC=0.83?εP施加确定的临界应变ε C 动态再结晶。然而，结果有时会观察到的差异，从实际值。一个更好的方法可以采用数通过观察动态再结晶分数从淬火试样直接金相。但是，在再结晶晶粒，有时难以从原来的那些区分开来。因此，当动态再结晶分数达到一定的量，从骤冷样品的组分比更高真正的价值。和金相的这种方法需要太多的工作量。另一种间接的方法使用应力- 应变曲线，以取代定量金相用于获得动态再结晶的分数在热压缩模拟测试。该方法具有被应用到不同的合金，以及具有可靠性也一直置信RMED[8,9]。

由此，Origin软件是用来做七多项式平滑，以消除噪音错误的测试曲线上。拟合曲线示于图4。σ0是DEFI定义为应力在点ε=在0.02FL OW应力曲线。在图4上部曲线σrecov代表结果由动态回复的独奏效果，并且被视为本加工硬化曲线时再结晶不会发生。并且它可以导出从硬化行为超前的临界应变;下面的曲线是ΣDRX的应力 - 应变曲线动态再结晶和动态回复。εC和ΣC分别代表的临界应变和动态再结晶的临界应力。ΣP和εP分别为峰值应力和其相应的应变。σss是一个稳定的压力，而εss显示最小应变达到稳定的压力。应变硬化率θ

和之间的θ-σ曲线流动应力σ[10?14]，可以通过拟合可以再绘制图4中的动态再结晶FL OW应力曲线，如图5所示，在其中θ=Dσ/ SHI值dε。该θ-σ曲线大致可分为4个阶段，从图5：在第一节是一条直线，对应于线性硬化阶段，涵盖了从一开始变形到子晶体的形成;此后，动态恢复速度减慢，并且斜率

曲线逐渐下降的，告诉变形为线性强化Ⅱ期;动态再结晶阶段（III）的发生是由于流动应力或应变达到临界值。然后应变硬化率下降很快，并与在θ=0表示轴σ交叉点峰值应力ΣP。饱和压力σsat定义交叉点的值，其中扩展名从临界点打θ=0（在科幻GURE的虚线）。该然后系统进入到第四阶段为跨过峰值应力。通过使用应变硬化之间的θ-σ曲线率θ和FL OW应力σ5所示，差动弯曲 Dθ/Dσ然后可以绘制。ΣC的精确值可以是从图6中的INFL挠度点精确地计算，其中，d2θ/dσ2=0

表2包含临界应力的比值和峰值应力为SCM435钢的再结晶温度和应变的不同条件下率，这是精确地从所计算的Dθ-Dσ曲线求解过程类似于图6。根据临界应力和峰值应力，该相应的临界应变与峰值应变率可以得出，如表3所示。图7示出了临界应力，峰值应力之间的相关性应变温度补偿系数Z 率，其获得来自回归分析，通过方程（3）。类似地，根据临界应变和峰值应变，相应的

临界应力和峰值能够得到应力。临界之间的相关性也可以得到应变，峰值应变和系数Z 通过回归分析，如在图8所示。

如图7所示，与图8中，系数Z （变形温度，应变速率）和应变将完全确定的

发生动态再结晶。三种状态奥氏体是在该图中，即加工硬化总结局部动态再结晶和完全动态再结晶。如图7所示，两临界应力和峰值应力与逐渐增加系数Z的增加而因子Z是科幻XED，如图8所示，金属容易有动态再结晶的应变变大。但是，当该菌株是固定的系数Z的增加，动态再结晶的SCM435钢在科幻RST下降，但后来增加。这可能是由于不一致的影响s 所构成因子Z，当变形温度或应变率的变化。动态4.3动力学行为再结晶使用X来表示动态再结晶体积分数。基于动力学理论，动态体积分数之间的相关性再结晶的X和应变ε可以表示通过Avrami方程15

其中，k为Avrami常数，m为阿夫拉米指数，而t是动态的时间长度再结晶（T=（C）/）。为了避免人为因素的干扰在传统的观察金相试样，应力的函数被用来表示动态再结晶体积分数，并表达应力σ是由动态回复曲线得出σrecov通过位错密度的相关性应力[17,18]，其示于式（11）。该方法有复杂的假设和繁琐的过程，它失败在建立理想的淬火应力曲线SCM435钢。基于这样一个事实，方程（12）采用的文件确定动态再结晶体积分数与张力。

其中，σ0为初始应力，r是一个参数与动态恢复的曲线图案。

进一步推导可以从方程进行。

X和T的拟合科幻情节在如图9所示 950℃变形温度和应变速率的0.01秒1。不同变形多件情况表明，Avrami指数为 SCM435钢是1.35505。如图10所示，本随着递增的Avrami常数减小温度，但随着应变速率变高。在比较中，应变速率把一个更重要上的Avrami常数比变形INFL uence 温度。因为当应变速率低，

例如0.01秒1或0.1秒，常数k也没有显着的变化;当应变速率变到高 1秒，价值LNK加紧只是一个小的递减0.63 从850℃到1050℃。

5 结论

峰值应力的本构方程高温下SCM435钢成立由双曲正弦形式。从结果回归分析表明，活化能热变形为308.066千焦/摩尔。关键应变εC正是利用θ-σ曲线确定。临界应变之间的经验关系，峰值应变，临界应力，峰值应力和系数Z为SCM435钢成立。二）动态的阿夫拉米动力学方程从获得的再结晶钢SCM435的应力 - 应变曲线。 Avrami指数m为进一步抽象，即1.355。该阿夫拉米常数会随着温度的增加减少沿，但随应变速率的增加量增加。不像琐碎的影响造成了变形温度，应变率具有更大的影响力到阿夫拉米不变。的阿夫拉米之间的相关性常数和应变率，然后得到的，显示为LNK = 2.4381

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