42CrMo钢形变奥氏体的静态再结晶_蔺永诚
表 1 42CrMo 钢的主要化学成分 Table 1 Main chemical composition of 42CrMo steel w/%
C
Si
Mn
Cr
0.38~0.45 0.17~0.37 0.50~0.80 0.90~1.20
Mo 0.15~0.25
P ≤0.04
S ≤0.04
Cu ≤0.30
E-mail: yclin@
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中南大学学报(自然科学版)
第 40 卷
在热变形过程中，当所施加的应变量达到动态再 结晶临界应变 εc 时开始发生动态再结晶，发生动态再 结晶的部分组织在随后的间隙时间里将发生亚动态回 复、亚动态再结晶，没有发生动态再结晶部分组织在 间隙时间里会发生静态回复、静态再结晶，将直接影 响加工后工件的内部质量。因此，研究材料热成形间 隙时间里的再结晶规律，是对材料热加工组织性能进 行模拟，优化生产工艺的重要基础工作。自 20 世纪 60 年代以来，国内外学者对钢和铝合金在变形过程中 的动态回复及动态再结晶、静态回复及再结晶与亚动 态再结晶规律进行了大量的研究。近年来，人们针对 新钢种和铝合金的静态再结晶规律和亚动态再结晶规 律的研究仍很多。研究表明，静态再结晶和亚动态再 结晶的规律有很大不同，前者受变形量影响较大，后 者基本不受变形量的影响[1−5]。因此，应分别研究静态 及亚动态再结晶的动力学规律。
(1. 中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083； 2. 中南大学 现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，湖南 长沙，410083)
摘 要：利用双道次热压缩的方法，在 Gleeble−1500 热模拟实验机上研究 42CrMo 钢在高温变形道次间隔时间内
的静态软化行为。讨论变形温度、应变速率、变形程度与初始奥氏体晶粒尺寸对其静态再结晶行为的影响。根据
Static recrystallization behaviors of deformed 42CrMo steel
LIN Yong-cheng1, 2, CHEN Ming-song1, 2, ZHONG Jue1, 2
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Key Laboratory of Modern Complex Equipment Design and Extreme Manufacturing, Ministry of Education,
1实验
试样所用的材料为工业用的 42CrMo 钢，其化学 成分如表 1 所示。
按模拟实验要求将材料加工成直径×长度为 10 mm×15 mm 的 Rastegaev 型试样。圆柱体试样两端 车有 0.2 mm 深的凹槽以减小试样与实验机压头的摩 擦，使热压缩变形过程试样变形均匀。双道次压缩实 验在 Gleeble−1500 热模拟机上进行，压缩过程中圆柱 体两端的凹槽内填充润滑剂(75%石墨+20%机油+5% 硝酸三甲苯酯)，以减少摩擦对应力状态的影响。 双 道次压缩实验分为 4 部分：
compression
变法和平均应力法[1−5, 13]。本研究采用补偿法(0.2%)确 定软化率，与其他方法比较，补偿法处理 数据的人 为误差较小，补偿法的软化率 Fs 由下式测定[14]：
2.2 工艺参数对 42CrMo 钢静态再结晶的影响 静态再结晶的过程包括形核和长大。随着道次间
隔时间的增加，形核的数目不断增加，再结晶晶粒长 大，因而，静态再结晶的体积分数也逐渐增加。在不 同的变形条件下，静态再结晶的速度也不同。下面分 别讨论变形温度、应变速率、变形量与初始奥氏体晶 粒尺寸对 42CrMo 钢静态再结晶速度的影响规律。工 艺参数对 42CrMo 钢静态再结晶体积分数的影响如图 2率与体积分数的测定 图 1 所示为形变奥氏体双道次软化的典型示意
图。目前，采用间断的双道次变形测定静态再结晶软 化率与体积分数的方法主要有补偿法(屈服应力所对 应的塑性应变分别为 0.2%或 2%)、后插法、5%总应
第2期
蔺永诚，等：42CrMo 钢形变奥氏体的静态再结晶
第 40 卷第 2 期 2009 年 4 月
中南大学学报(自然科学版) Journal of Central South University (Science and Technology)
42CrMo 钢形变奥氏体的静态再结晶
Vol.40 No.2 Apr. 2009
蔺永诚 1, 2，陈明松 1, 2，钟 掘 1, 2
413
Fs = (σ m − σ 2 ) /(σ m − σ1 ) 。
(1)
式中：σm 为中断时的屈服应力；σ1 和 σ2 分别为第 1、 第 2 道次压缩时的屈服应力。用 0.2%的补偿法测得的 软化率包括静态回复和静态再结晶造成的软化。一般 认为，静态再结晶约在软化率为 0.2 时开始[15]，因而， 静态再结晶的体积分数 ϕsrex 可由下式确定：
温度较低时，道次间不能发生完全的静态再结晶。在变形程度较小、道次间隔时间较短时，几乎不发生静态再结
晶。将静态再结晶动力学模型的预测结果与实验结果进行比较，二者较吻合。
关键词：42CrMo 钢；静态再结晶；静态软化；双道次热压缩试验
中图分类号：TG142.33
文献标识码：A
文章编号：1672−7207(2009)02−0411−06
c. 考虑变形量的影响。各次压缩的变形温度均为 1 050 ℃，应变速率均为 0.1 s−1，第 1 道次的变形量分 别为 5%，10%与 15%，道次间隔时间分别为 1，5， 10，30 和 100 s。
d. 考虑初始晶粒尺寸的影响。先加热试样至不同 的温度 1 050，1 150 和 1 200 ℃，保温一段时间，以得 到不同的初始奥氏体晶粒尺寸 54，104 和 155 μm，然 后，降至变形温度 950 ℃，压缩时应变速率为 0.1 s−1， 第 1 道次的变形量为 15%，道次间隔时间分别为 1，5， 10，30 和 100 s。
收稿日期：2008−03−01；修回日期：2008−05−29 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(2006CB705401)；中国博士后科学基金资助项目(20070410302)；中南大学博士后科学基金资助项目
(2007 年) 通信作者：蔺永诚(1976−)，男，湖南浏阳人，副教授，博士，从事材料的高温流变特性及锻造成形工艺数字化仿真研究；电话：0731-8877915；
ϕsrex = (Fs − 0.2) /(1 − 0.2) = (Fs − 0.2) / 0.8 。 (2)
道次间隔时间为 10 s，初时晶粒尺寸为 54 μm 图 1 双道次热压缩的真应力—真应变曲线 Fig.1 True stress—true strain curves of two-pass hot
Central South University, Changsha 410083, China)
Abstract: The static recrystallization behaviors in 42CrMo steel were investigated by two-pass hot compression tests on Gleeble−1500 thermo-simulation machine. The effects of deformation temperature, strain rate, deformation degree, and initial austenite grain size on the static recrystallization behaviors were studied. Based on experimental results, the kinetic equations for the static recrystallization behaviors of 42CrMo steel were proposed with the activation energy of 187.68 kJ/mol. The Results indicate that the effect of deformation degree on the static softening is significant, while that of the initial austenitic grain size is slight. With the increase of the inter-pass time, the static recrystallization fraction falls into a stable value (about 0.4) when the deformation temperature is 850 ℃. This indicates that the incomplete static recrystallization occurs when the deformation temperature is relatively low. A good agreement between the experimental and predicted results show that the proposed kinetic equations can give an accurate estimation of the static softening behaviors for hot deformed 42CrMo steel. Key words: 42CrMo steel; static recrystallization; softening fraction; two-pass hot deformation experiments
2、钢的奥氏体形变与再结晶
c0.83p p 真应力-真应变曲线上应力峰值p所对应的应变量 p的大小与钢的奥氏体成分和变形条件（温度、速度）有关。
ε Aσ exp( Q/RT)
n
Z exp(Q / RT ) A
A：常数 R：气体常数 Q：变形活化能 T形速率因子，可表示
控制轧制方式示意图
(a) 奥氏体再结晶区控轧；(b) 奥氏体未再结晶区控轧；(c) (+)两相区控轧
第二阶段： 在第一阶段动态软化不能完全抵消加工硬化。随着变形量的 增加，位错密度继续增加，内部储存能也继续增加。当变形量达 到一定程度时，将使奥氏体发生另一种转变—动态再结晶。 动态再结晶的发生与发展使更多的位错消失，材料的变形应 力很快下降。由再结晶形成的新晶粒又发生了变形，产生了加工 硬化，加上新晶粒得到了细化，金属材料的变形应力仍然高于原 始状态的变形应力。 发生动态再结晶所必需的最低变形量称为动态再结晶的临界变 形量，以c表示，临界变形量的大小表征了奥氏体发生动态再结 晶的难易程度，而且可以通过改变工艺参数找出影响临界变形量 的各种因素，因此研究临界变形量是研究奥氏体动态再结晶的一 种好方法。
• 热加工中的软化过程分为:
（1）动态回复; （2）动态再结晶； （3）亚动态再结晶； （4）静态再结晶； （5）静态回复。 • 动态：在外力作用下，处于变形过程中发生的。 • 静态：在热变形停止或中断时，借助热变形的余热，在无 载荷的作用下发生的。
2.1 热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为
热塑性加工变形过程是加工硬化和回复、再结晶软化过程 的矛盾统一 ，加工硬化和高温动态软化过程同时进行，根据这 两个过程的平衡状况来决定材料的变形应力。
48
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– 静态回复
– 静态再结晶 – 亚动态再结晶
42CrMoA_钢热变形过程动态再结晶行为
第15卷第11期精密成形工程刘凯1,2,3，庞坤4，宋建民5，王新伟4，王红杰1,2,3，王雯龙1,2,3，胡俊1，陈刚1,2,3（1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波 315103；2.浙江省宁波表面工程研究中心，浙江宁波 315103；3.宁波表面工程研究院有限公司，浙江宁波 315010；4.浙江天力机车部件有限公司，浙江丽水 323000；5.宁波市鄞创科技孵化器管理服务有限公司，浙江宁波 315010）摘要：目的通过Deform-3D软件模拟42CrMoA钢的热压缩过程，研究在压缩量为60%、变形温度为950~1 100 ℃和应变速率为0.01~10 s−1条件下42CrMoA钢再结晶模型的可靠性。
方法将热压缩试样沿轴线对半分开，以试样中心和边部位置作为金相观察区，分析42CrMoA钢的热变形行为，将计算得到的动态再结晶临界模型输入Deform-3D软件的前处理模块中，模拟过程的变形参数与实验过程的相同，通过在模拟试样的心部和边部位置进行点追踪，实现模拟结果和实验结果中组织的对比分析。
结果在压缩过程中42CrMoA 钢真应力的变化受加工硬化和动态软化协同作用影响。
随着温度的升高，试样心部和边部的再结晶体积分数均有所上升，且试样心部动态再结晶体积分数大于边部的。
模拟结果显示，当温度由1 000 ℃升高至1 100 ℃时，试样心部动态再结晶体积分数由75.6%升高至89.5%，在相同条件下，通过金相观察到试样心部的动态再结晶体积分数由73.2%升高至85.3%。
结论基于Johnson-Mehl-Avrami模型改进的Yada再结晶模型可以较好地描述42CrMoA钢的动态再结晶过程，实验结果与模拟结果间的相对误差小于8.35%，验证了动态再结晶模型的准确性。
关键词：42CrMoA钢；流动应力；本构方程；动态再结晶行为；微观组织DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.011.017中图分类号：TG1442.41 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)011-0147-09Dynamic Recrystallization Behavior of 42CrMoA Steel during Thermal Deformation LIU Kai1,2,3, P ANG Kun4, SONG Jian-min5, WANG Xin-wei4, WANG Hong-jie1,2,3,WANG Wen-long1,2,3, HU Jun1, CHEN Gang1,2,3(1. Inner Mongolia Metallic Materials Research Institute, Zhejiang Ningbo 315103, China; 2. Ningbo Surface Engineering Re-search Center, Zhejiang Ningbo 315103, China; 3. Ningbo Surface Engineering Research Institute Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315010, China; 4. Zhejiang Tianli Motor Parts Co., Ltd., Zhejiang Lishui 323000, China;5. Ningbo Yinchuang Incubator Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315010, China)ABSTRACT: The work aims to study the reliability of the 42CrMoA steel recrystallization model under the total compression strain of 60%, deformation temperature of 950-1 100 ℃and strain rate of 0.01-10 s−1 by Deform-3D software. The compressed sample was cut along the axis, and the center and edge position of the sample were used as the metallographic observation area.The thermal deformation behavior of 42CrMoA steel was analyzed. The calculated dynamic recrystallization model was input to the pre-processing module of Deform-3D software, and the deformation parameters of the simulation process were the same as收稿日期：2023-06-08Received：2023-06-08基金项目：宁波市2025重大科技攻关项目（2022Z003，2022Z056，2023Z013，2022Z002）Fund：2025 Key Science and Technology Research Project of Ningbo (2022Z003, 2022Z056, 2023Z013, 2022Z002)引文格式：刘凯, 庞坤, 宋建民, 等. 42CrMoA钢热变形过程动态再结晶行为[J]. 精密成形工程, 2023, 15(11): 147-155. LIU Kai, PANG Kun, SONG Jian-min, et al. Dynamic Recrystallization Behavior of 42CrMoA Steel during Thermal Deforma-tion[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(11): 147-155.148精密成形工程 2023年11月those of the experimental process. The point tracking of the simulation results was carried out at the same position as the metal-lographic observation area. The results of simulation and experiment were compared and analyzed. It was found that the change of flow stress of 42CrMoA steel was affected by processing hardening and dynamic softening. The recrystallization volume fraction of the center and edge of the sample increased with the increase of temperature. The recrystallization grain volume frac-tion in the sample center was greater than that at the edge. The simulation results showed that when the temperature increased from 1 000 ℃to 1 100 ℃, the dynamic recrystallization grain volume fraction of the sample center increased from 75.6% to89.5%, and the dynamic recrystallization volume fraction of the sample center of the sample increased from 73.2% to 85.3%under the same conditions. The improved Yada recrystallization model based on the Johnson-Mehl-Avrami model can better de-scribe the dynamic recrystallization process of 42CrMoA steel, and the relative error between simulation and test results is smaller than 8.35%, which verifies the accuracy of dynamic reconstruction models.KEY WORDS: 42CrMoA steel; flow stress; constitutive equation; dynamic recrystallization behavior; microstructure42CrMoA钢是具有代表性的中碳、低合金、高强度钢之一。
42CrMo钢形变奥氏体的静态再结晶_蔺永诚
实验结果，建立 42CrMo 钢静态再结晶动力学模型，相应的静态再结晶激活能约为 187.68 kJ/mol。结果表明：变
形程度对 42CrMo 钢的静态再结晶影响最大，变形温度和应变速率次之，初始奥氏体晶粒尺寸对其影响较小；在
变形温度较低(850 ℃)时，随着道次间隔时间的增加，静态再结晶分数逐渐趋于稳定(约为 0.4)，这是因为在变形
1实验
试样所用的材料为工业用的 42CrMo 钢，其化学 成分如表 1 所示。
按模拟实验要求将材料加工成直径×长度为 10 mm×15 mm 的 Rastegaev 型试样。圆柱体试样两端 车有 0.2 mm 深的凹槽以减小试样与实验机压头的摩 擦，使热压缩变形过程试样变形均匀。双道次压缩实 验在 Gleeble−1500 热模拟机上进行，压缩过程中圆柱 体两端的凹槽内填充润滑剂(75%石墨+20%机油+5% 硝酸三甲苯酯)，以减少摩擦对应力状态的影响。 双 道次压缩实验分为 4 部分：
Central South University, Changsha 410083, China)
Abstract: The static recrystallization behaviors in 42CrMo steel were investigated by two-pass hot compression tests on Gleeble−1500 thermo-simulation machine. The effects of deformation temperature, strain rate, deformation degree, and initial austenite grain size on the static recrystallization behaviors were studied. Based on experimental results, the kinetic equations for the static recrystallization behaviors of 42CrMo steel were proposed with the activation energy of 187.68 kJ/mol. The Results indicate that the effect of deformation degree on the static softening is significant, while that of the initial austenitic grain size is slight. With the increase of the inter-pass time, the static recrystallization fraction falls into a stable value (about 0.4) when the deformation temperature is 850 ℃. This indicates that the incomplete static recrystallization occurs when the deformation temperature is relatively low. A good agreement between the experimental and predicted results show that the proposed kinetic equations can give an accurate estimation of the static softening behaviors for hot deformed 42CrMo steel. Key words: 42CrMo steel; static recrystallization; softening fraction; two-pass hot deformation experiments
铸态42CrMo钢热压缩变形时的动态再结晶行为
铸态42CrMo钢热压缩变形时的动态再结晶行为付甲;李永堂;付建华;宋建丽;雷步芳;齐会萍【期刊名称】《机械工程材料》【年(卷),期】2012(036)002【摘要】基于Gleeble-1500型热模拟试验机进行热压缩试验,通过对试验数据进行线性回归分析推导出了铸态42CrMo钢热压缩变形的本构方程,同时探讨了热压缩变形参数对显微组织的影响。
结果表明：在相同的变形温度（850～1 150℃）下,该钢变形后的显微组织随着应变速率的增大逐渐变细,在5s-1时达到最细;在相同的应变速率（0.1～5s-1）下,显微组织随着变形温度的升高逐渐变细后再粗化,在1 050℃时马氏体板条最细;在相同的应变速率（1～5s-1）和变形温度（900～1 050℃）下,随着变形量的增加,再结晶晶粒尺寸均得到了显著细化;在温度为1 050℃、应变速率为5s-1、应变为0.6时热压缩后晶粒的细化效果最为显著。
【总页数】5页(P91-95)【作者】付甲;李永堂;付建华;宋建丽;雷步芳;齐会萍【作者单位】太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024／西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024;太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG333【相关文献】1.镍钛形状记忆合金在热压缩变形下的动态回复和动态再结晶 [J], 江树勇;张艳秋;赵亚楠2.铸态50Cr5MoV钢的动态再结晶行为分析 [J], 王耀琨;杜佳;陈阳;李钊库3.铸态30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶行为研究 [J], 宿展宁;党淑娥;何艳;赵禛4.压下量对铸态42CrMo钢动态再结晶的影响研究 [J], 付甲;李永堂;齐会萍5.镍钛形状记忆合金在热压缩变形下的动态回复和动态再结晶（英文） [J], 江树勇;张艳秋;赵亚楠;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
热变形奥氏体静态再结晶规律的研究
区间内 ， 奥氏体晶粒 能够发生静态再 结 晶； 当温度为
９５℃以下 时 ， ２ 变形 １ 后再结 晶率 只有 １ ％左右 ， ０ｓ ０ 也就是 说 ， ９５℃ 以下 ， 于奥 氏体未再 结 晶 区， 在 ２ 处 因此 ， 以推断 ， ３ ５ 可 Ｑ ４ Ｅ实验钢 的奥 氏体再 结 晶终 止
ｏｒ ｍ 一
０
２ ２ 结果 分析 与讨 论 ．
利 用上述 方法 ， 在热 模拟 仪上 测得 不 同温 度 和
道次间隔时间 内的应 力 一应变 曲线 ， 计算 出静 态再 结 晶率 ， 由此绘 制 出软化率 一时间 的曲线 如图 ３所
刁 。
插法计算材料 的软化 率 ， 因为 剔除 了变形 后 因静 态 回复所产生 的软化 ， 以近似 地认 为材 料 的软化 率 可 代表材料的静 态再结 晶率 ， 比较能 够准 确地 反 映实 际情况。计算静态软化率 的方法示意如 图 ２ 。 奥氏体变形 后 的静 态 再结 晶率 （ ｓ 的测 定 方 Ｘ）
别 １０ ９０℃时 ， ０ ０ｑ ５ Ｃ、 软化率分别 达 ４ ％ 、 ． ％ ， ５ ２ ４ 软 ７
化率随着温度的降低而减少 ， 以认 为 ， 可 在这 个温度
越快 ， 故此时 已不具备发生动态再 结晶 的条 件 ， 而是
以静态再结晶为主 。也就是说 ， Ｑ ４ Ｅ中板 热轧 ， 对 ３５ 再结 晶软化不充分较为普遍 ， 使金 属 内产生 “ 留应 残
温度进行双道次压 缩变形 ， 录变形 过程 的应力一 记 应 变 曲线 ， 形 温 度 范 围取 ８０ ８０ ９０ ９５ ９０ 变 ５ 、 ８ 、０ 、 ２ 、 ５ 、
１０ ０ ０和 １５ ℃ ， 次 间 隔 时 间 取 １ ５ １ 、０ ６ 、 ００ 道 、 、０ ２ 、０
热变形对42crmo钢奥氏体晶粒尺寸影响的试验研究
热变形对42crmo钢奥氏体晶粒尺寸影响的试验研究热变形对金属材料形变过程中的晶粒尺寸影响是由多方面因素引起的，其中温度升高和变形步骤作为主要参数。
为了更好地研究热变形过程中42CrMo钢的晶粒尺寸变化，本实验是以42CrMo钢为研究对象，以热变形温度、变形步骤为主要参数，以原子吸收光谱（AES）作为检测技术进行的。
1.实验材料和方法（1）实验材料本实验采用的主要实验材料是42CrMo钢。
（2）实验方法本实验使用四维变形装置，采用热变形技术。
首先将材料形成坯料，打磨成具有表平和尺寸精度的热变形试样，并在其中加入测试剂，然后将试样放入热变形装置，在预先设定的温度和变形步骤条件下进行变形，最后对变形后的样品进行原子吸收光谱（AES）分析测试，以确定其晶粒尺寸变化情况。
2.实验结果分析（1）实验结果实验结果表明，随着热变形温度的升高，42CrMo钢的晶粒尺寸也随之增大。
若热变形步骤不变，则随温度升高，晶粒尺寸增大幅度越大。
实验结果也表明，随着变形步骤的增加，42CrMo钢的晶粒尺寸也会随之增大，尤其在低温变形过程中，晶粒尺寸的增大幅度较大。
（2）实验结果的分析从本实验的结果来看，热变形温度和变形步骤是影响42CrMo钢晶粒尺寸变化的主要因素。
温度升高会促使晶粒的增大，而变形步骤的增加也会使晶粒尺寸增大。
此外，材料的微观组织结构也会影响晶粒尺寸。
但是，在实验中，材料的微观组织结构保持不变，因此不会影响晶粒尺寸的变化。
结论本实验研究了热变形对42CrMo钢晶粒尺寸影响的研究。
实验结果表明，热变形温度和变形步骤是影响42CrMo钢晶粒尺寸变化的主要因素，温度升高会促使晶粒的增大，而变形步骤的增加也会使晶粒尺寸增大。
本实验的结果为热变形加工及其应用研究提供了重要的理论依据。
热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶介观尺度模拟
热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶介观尺度模拟近年来，全球能源紧张，经济发展与环境保护相结合，特别是在汽车，船舶，建筑和其他行业，低碳钢成为广泛应用的重要材料，它具有轻质、耐腐蚀性好、可再利用等优点。
为了满足高性能钢的需求，开发奥氏体再结晶的新材料一直是一个挑战性的任务。
因此，研究低碳钢中奥氏体静态再结晶的介观尺度模拟有助于改善钢材的加工性能，提高工程使用价值。
奥氏体静态再结晶是冷变形钢再结晶的一种方式，有利于改变钢材的组织结构，优化力学性能。
这也是当前钢材热处理及组织优化研究的一个热点。
近年来，利用模拟软件，通过分子动力学和速度跟踪技术，研究了热变形钢中奥氏体静态再结晶动力学行为。
研究表明，在热变形低碳钢中，奥氏体静态再结晶具有较好的结构变化，其原因是因为钢材中的碳溶解，以及各种细胞因素的作用。
例如，在高温下，析出奥氏体细胞因素和多晶因素逐渐增加，原子开始迁移，从而形成新的细胞构型，激活细胞分裂，从而改变钢材的组织结构。
此外，不同温度下热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶的动力学行为也有所不同，随着温度的升高，其定型时间也在缩短。
另外，从组织结构上看，热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶会对晶界及面界的外形、显微组织的形态、晶间界面的位错密度及结晶度等产生重要影响，进而对钢材的力学性能有较大影响。
基于以上研究，有必要深入分析热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶的介观尺度模拟，以确定奥氏体静态再结晶的动力学行为，优化晶粒尺寸结构的变化，以及其对钢材加工性能的影响，以促进钢材组织结构的优化，提高工程使用价值。
总之，本文对热变形低碳钢中奥氏体静态再结晶介观尺度模拟进行了较为深入的研究，针对其动力学特性及其对钢材性能的影响，提出了优化设计方法，实现了钢材材料性能及其组织结构的优化，为有效地提高钢材的加工性能和工程使用价值提供了参考。
压下量对铸态42CrMo钢动态再结晶的影响研究
关 键 词 ： 料 实 验 ； 态 再 结 晶 ； 态 ４ Ｃ Ｍｏ钢 ； 值 模 拟 材 动 铸 ２ｒ 数
中 图分 类 号 ： ３ ３ ＴＢ ３ 文献标 识码 ： Ａ
热导 率 ，Ｗ・ｌＫ ） ４ （ ｒ ９ ｆ
４ ２
３ ５
２ ６
２ ８
３ ０
将 上 述 参 数 导 人 Ｄｅ ｍ 软 件 前 处 理 Ｍａｅｉｌ ￣ｒ ｔｒａ
窗 口中 ， 存 并建立 材料 模 型。 保
通 过 Ｇｌｅ ｌ ｅ ｂｅ单 道 次 压 缩 实 验 对 实 验 数 据 进 行
热 变 形 过程 动态 再 结 晶分 布 情 况 ，这 些 对 于 铸 态
热 焓 ／ｋ ・ｇ ） （Ｊｋ
７ ０
ｌ５ ９
０６ ．ｌ
２５ ９ ５０ ８
６０ ３
７５ ９
０６ ． ６
比 热／ｋ ‘ｇ Ｋ ） Ｏ５ （Ｊ ｋ ．２
０７ ０９ Ｏ６ ． ５ ． ６ ．５
物 理 性 能 参 数
密 度 ／ｋ ・Ｉ） （ｇ Ｉ Ｔ 。
２０ ｏ ℃ ４ ｏ ０ ℃ ６ ｏ ０ ℃ ８０ ｌ０ ℃ １ｏ ℃ ｏ ℃ Ｏｏ ２０
７ ９ ７ ７ ７ ６ ７４ ７ ３ ７ ２ ６０ ６０ ６０ ６０ ６５ ６０
得 到 微 观 组 织 的 数 学 模 型 ，结 合 数 值 模 拟 的 方 法 得 到 ．５ 通 过 Ｇｌｅ ｌ 模 拟 实 验 将 所 得 动 态 再 结 晶 ４Ｊ ’ 。 ｅ ｂｅ热 模 型 导 入 Ｄｅ ｍ 有 限 元 软 件 ， 而 建 立 组 织 演 变 和 ￣ｒ 从 传 热 过 程 的 耦 合 模 型 ，模 拟 得 到 在 不 同 压 下 量 下 的
低碳钢热变形奥氏体的再结晶行为
低碳钢热变形奥氏体的再结晶行为
李治华;吴迪;赵宪明;许云波;王国栋
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】2006(18)5
【摘要】对热变形奥氏体的再结晶动力学和微观组织演变进行了模拟计算,对晶粒尺寸的模拟值和实测值作了比较,分析了化学成分对动态再结晶率的影响以及残余应变与变形温度的关系。
结果表明:在温度较高、应变速率较低的条件下容易发生动态再结晶,随着变形温度的降低,发生动态再结晶的几率减小,而静态再结晶在前几道次进行得比较充分,随后进行得不充分,增加碳和锰的含量可以促进动态再结晶的发生,残余应变随变形温度的降低而增大,晶粒尺寸的模拟值和实测值吻合较好,表明所选用的模型有一定的参考价值。
【总页数】4页(P46-49)
【关键词】奥氏体;应变速率;动态再结晶;静态再结晶;残余应变;低碳钢
【作者】李治华;吴迪;赵宪明;许云波;王国栋
【作者单位】东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.4
【相关文献】
1.高Ti微合金钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 [J], 韩杰
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42CrMo钢贝氏体转变的研究
文章编号:1004-9762(2004)04-0321-0542CrMo钢贝氏体转变的研究李 涛,包喜荣,杨 慧(内蒙古科技大学材料科学与工程学院,内蒙古包头 014010)关键词:42CrMo钢;等温淬火,贝氏体组织中图分类号:TG142 1 文献标识码:A摘 要:根据42CrMo钢的TTT曲线,对其钢贝氏体的转变过程进行了研究.利用光学显微镜、扫描电子显微镜对试样进行组织观察,并用洛氏硬度计对试样的硬度进行了精确测量.结果表明,在540 等温淬火得到典型的无碳贝氏体组织;在500 等温淬火得到贝氏体铁素体束相互平行分布的上贝氏体组织,同时有少量的无碳贝氏体组织的混合组织;在460 等温淬火得到羽毛状上贝氏体组织,同时还有一定的下贝氏体组织;在350 等温淬火得到典型的下贝氏体组织.同时发现等温淬火温度相同的试样的硬度值均随等温时间的延长而降低.此外,受化学成分不均的影响,贝氏体铁素体条分布也明显不均,在碳含量低的区域容易形核和长大.Research of transformation of bainite in42CrMo steelLI Tao,B AO X-i rong,YANG Hui(Material Science and Engineering School,US T Inner Mongolia,Baotou014010,China)Key words:the steel42CrMo;isothermal quenching;organization of baini teAbstract:The process of transformation of bainite in42CrMo steel was mainly researched on the basis of s teel42C rMo s TTT Diagram.The sam-ples were observed by an optical microscope and an electronic scanning microscpoe.Every sample was accurately measured by HRC sclerometer. The result sh ows that,by isothermal q uenching,the carbide-free bainite was brought at540 and parallel B F of upper bainite was chiefly found wi th a little carbide-free bainite at500 ,while the feather shape of upper bai nite was chiefly found wi th a little low bainite at460 ,with the low bainite brought only at350 .Meanwhile,as the time of isothermal quenching grows longer,the hardness of samples becomes much lower. Moreover,the B F would distribute asymmetrically and the bainite organization forms and grows easily at lower carbon con tent.近年来,随着汽车和桥梁等减重要求的提高,日、中、韩等国正在进行1500MPa级高强度合金钢的研究,耐延迟断裂性能是开发高强度合金钢的关键问题之一.研究表明,42CrMo钢经等温淬火工艺可获得下贝氏体组织,具有高强度和优良的耐延迟断裂性能,可用来开发1500MPa级高强度合金钢[1].同时,42Cr Mo钢具有优良的综合机械性能和工艺性能,淬透性比较好,低温冲击值较高,高温强度好,抗蠕变性能好,还有好的抗高压氢能力.因此,42Cr Mo钢具有广泛的用途.本文主要研究了42Cr Mo钢在不同温度等温淬火后的贝氏体组织的形貌.1 试验材料和方法1 1 试验材料试验所用材料为42CrMo钢,其主要化学成分如表1.2004年12月第23卷第4期包头钢铁学院学报Journal of Baotou University of Iron and Steel TechnologyDecember,2004Vol.23,No.4收稿日期:2004-09-19作者简介:李 涛(1974-),女,辽宁葫芦岛人,内蒙古科技大学讲师,硕士,主要从事金属材料研究.表1 42CrMo 钢的主要化学成分(质量分数,%)Table 1 The main chemical composition of 42CrMo steelCSi Mn Cr Mo P S Cu 0.38~0.450.20~0.400.50~0.800.90~1.200.15~0.250.040.040.301 2 试验方法及步骤根据42CrMo 钢TTT 图[1,2],制订工艺a~d,如图1所示.利用钼丝切割机将42CrMo 钢切割成厚度为4m m 的试样,把试样放入已经预热至950 的RX -6-13型5#电阻炉,保温20min;再将试样快速放入预热好的盐浴炉中,等温淬火,然后将等温好的试样快速取出水冷至室温.然后磨样,观察组织并分析,测硬度.图1 热处理工艺曲线Fig.1 The sketch map of heat treatment process2 实验结果与分析2 1 在540 等温淬火所得组织及分析讨论图2为同一42Cr Mo 钢试样在950 奥氏体化和540 等温淬火,等温时间分别为100,600s 的金相显微照片.图中的明亮基体均为马氏体组织,不规则颗粒或条状组织为贝氏体铁素体.图3为42Cr Mo 钢试样在540 等温淬火100s 所得组织的扫描电镜照片,与图2取自同一试样.图中黑色的基体为板条马氏体组织,较为明亮的为贝氏体组织.向上箭头所指的亮点是未溶碳化物或贝氏体组织端部与观察面相截的结果,而铁素体上的亮点(如右箭头所指)是转变过程中析出的碳化物.在5000倍下观察到的无碳贝氏体组织多为块状,向左箭头所指的呈曲条状,是因为沿原奥氏体晶界生成不久.因为晶粒取向不同,图3中还可见到深黑的无碳贝氏体组织(如向下箭头所指).图2,3中的贝氏体组织均为无碳贝氏体,但在形态上存在很大差别.图2(a)中已有常见的无碳贝氏体组织,但更多是针片状.当等温淬火时间较长时,得到典型无碳贝氏体,如图2(b),贝氏体组织多为粒状且有相邻贝氏体组织相互衔接现象.这表明无碳贝氏体形成的早期不是通常所见的粒状,而是多为针状.同时在保温100s 的试样照片中存在贝氏体铁素体沿原奥氏体析出和生长的现象,这是因为在晶界处存在较高的能量和成分起伏,有利于贝氏体铁素体形核.图2(a)中向右箭头所指的无碳贝氏体生长不充分,形成了明显的由晶界处向晶内平行生长的束状的贝氏体铁素体.322包头钢铁学院学报2004年12月 第23卷第4期图2 在540 等温淬火所得组织F ig.2 The microstructure obtained by isothermal quenching at 540(a)100s;(b)600s图3 在540 等温淬火100s 所得组织Fig.3 The m icrostructure obtained by isothermal harden -ing for 100seconds at 540无碳贝氏体的形成,主要是由于等温淬火温度高,碳在铁素体和奥氏体中的扩散能力都很强,当贝氏体铁素体形核后,其过饱和碳能够快速地扩散出去,而且能够长距离扩散到奥氏体中,这样就保证了在贝氏体铁素体生长时和长成后,其内没有碳化物析出.同时也表明了贝氏体铁素体周围奥氏体的碳含量不过高,否则就会有碳化物析出,使其长生受阻.2 2 在500 等温淬火所得组织及分析讨论图4(a),(b)分别为金相显微照片与扫描电镜照片.可见500 等温时形成上贝氏体和无碳贝氏体共存、以上贝氏体组织为主的混合组织.这是由于在500 时,上贝氏体转变变得容易,而无碳贝氏体转变因碳的活动能力下降,变得困难.在图(4)中可见上贝氏体组织的铁素体条呈相互平行生长,但分布不是很均匀(如图4(b)中向上箭头所指).图4 在500 等温淬火30s 所得组织Fig.4 The microstructure obtained by isothermal quenching at 500 for 30seconds(a)金相呈微照片;(b)扫描电镜照片323李 涛等:42CrMo 钢贝氏体转变的研究324包头钢铁学院学报2004年12月 第23卷第4期325李 涛等:42CrMo钢贝氏体转变的研究。