基于等通道角挤压工艺制备超细晶中碳钢.pdfVIP

维普资讯 维普资讯 第 2期 汪建敏等：基于等通道角挤压工艺制备超细晶中碳钢 77 的变形条件下才能实现 J。在强塑性变形时，由于钢 的晶体结构、变形方式等因素，使塑性变形机制产生 差异 ，从而影响到塑性的发挥 以及晶粒细化的演化过 程 ，如何实现钢铁材料在强塑性变形过程中，以最小 的变形程度获得最大的晶粒细化 ，一直是人们追求的 目标。文献报道 ，钢材 的 SPD中最具有工业化前景 的一种新技术等通道 角挤压 (equa1．channelangular pressing(简称 ECAP))也只研究到低碳钢 ，并且需多 道次挤压才能得到超细晶，且很难使钢中的碳化物完 图2 45钢淬火态显微组织 SEM照片 全均匀分布。本文采用相变与形变耦合技术 ，通过马 Fig．2 SEM imageshowingmierostrueture 氏体相变与等通道角挤压工艺相结合 ，实现以最小的 ofthequenchedO．45Cwt％ steel 变形程度以达到最大的晶粒细化 ，使碳钢中的铁素体 内侧用 R=8mm的圆弧过渡。由此可得 出挤压一道 晶粒尺寸快速地细化到亚微米级 ，并使碳化物均匀地 次时的剪切应变 )，=1．25，等效应变 =0．27 。图4 分布在铁素体基体上。 为采用以上 ECAP模具参数所得到的挤压过程及挤 压试样 。 l 试验材料及方法 试验材料为热轧态的优质碳素结构钢 45钢 ，图 1为45钢原始态显微组织 ，组织为铁素体 (暗色)加 珠光体 (亮色)，平均晶粒尺寸 20～30tLm。为便于控 制材料的热处理工艺及 ECAP试验 ，材料选用棒料 ， 其尺寸为 10mm×100mill。 图 3 ECAP示意图 Fig．3 Experimentalset—upforECAP Pressingsample ECA nressedsma ple 图 1 45钢热轧态原始显微组织 SEM照片 Fig．1 SEM imageshowingmierostruetureof thehot—rolled0．45Cwt％ steel 图4 ECAP挤压中间过程及挤压试样 试验采用相变与形变耦合技术 ，先将 45钢进行 Fig．4 QuenchedsteelsamplesduringECAP 淬火处理 ，得到马氏体组织 ，如 图2所示 ，其工艺为在 ECAP试验在万能油压机 BY32．100上进行 ，采用 1113K加热并保温 40min后快速水中淬火 ，再将淬火 含 Mos2的油脂作为润滑剂 ，挤压速度 25mm／s。所得 态钢快速加热到一定温度并保温适 当时间后 ，进 行 金相样品用4％硝酸酒精溶液进行侵蚀 ，在 JXA．840A ECAP热挤压。