TWIP 钢的变形抗力的影响因素.pdfVIP

第36卷 第3期 河北联合大学学报（自然科学版） Vol 36 No 3 2014年7月 Journal of Hebei United University（Natural Science Edition） Jul 2014 文章编号：2095-2716（2014）03-0051-03 TWIP钢的变形抗力的影响因素 张贵杰，赵景莉，马明玉 （河北联合大学冶金与能源学院，河北唐山063009） 关键词：Fe-Mn-C TWIP钢；变形抗力；变形温度；应变速率 摘 要：以Fe-Mn-C 系TWIP钢为例，利用Gleeble-3500 热模拟试验机对其塑性变形抗力进 行试验研究。通过实验得到的数据分析了不同变形温度、变形程度、应变速率、C含量与变形 抗力的关系，并为实际轧制提供更精准的实验方案。 中图分类号：TG142.1 文献标志码：A 对TWIP钢热变形的规律的研究可以为寻求改善TWIP钢的组织和性能提供依据。因此，国内外许多学 者对各种钢及合金的热变形行为进行了大量研究［1］。本文通过热模拟实验，研究了 TWIP 钢在高温变形过 程中的变形行为的规律及影响因素的研究，其目的在于了解TWIP 钢的热变形规律，使其用来指导热加工工 艺。 1 实验材料及设备方法 实验用TWIP钢为Fe-17Mn-0.8C（1号钢）和Fe-17Mn-0.3C（2号钢）。采用真空感应炉冶炼，冶炼后的 铸坯经过处理后在线切割机上将其切成的圆柱。TWIP钢的压缩实验在Gleeble3500 热模拟试验机上进行。 将实验钢加热到 1150℃，保温5 分钟，然后以 10 s -1 的速度分别冷却到变形温度650℃、750℃、850℃、 950℃、1050℃、1150℃并在变形温度保温1分钟，然后以1s-1、0.1s-1、0.01s-1 和10 s-1的应变速率 进行压缩，应变量为51%。试样压缩完毕后进行水冷。为了减少摩擦力对实验准确性的影响，在圆柱试样 和压杆接触的部位涂抹润滑剂，并用钽片和石墨片加以保护。并且在高温压缩过程中为防止试样发生氧化， 采用真空保护。 2 实验结果分析 2.1 TWIP钢的真应力应变曲线 下图1表示TWIP钢在同一的应变速率下的不同的变形温度的真应力-应变曲线。由图可以看出，变 形速率、变形程度以及变形温度对TWIP钢变形抗力的影响。TWIP钢在不同的变形温度下的曲线都存在峰 值，而且同一应变速率下，对应于相同的应变值，随着变形温度的降低，应力峰值向应变值增大的方向移动。 TWIP钢发生加工硬化，动态回复在低温下较难进行，随着变形温度的逐步升高， 因为在较低温度下变形时， 原子的运动激活能增加，临界切应力减少，故随着温度的升高又发生动态回复，其软化作用增强。且在较高 温度下，空位原子和位错的运动都较活跃，就更容易发生动态再结晶。 下图2为TWIP钢在同一温度下的不同的应变速率压缩的应力应变曲线，由图可知，在同一温度不同的 应变速率下达到最大真应力后，曲线并没有发生下降现象，即合金内部发生了动态再结晶使其产生了加工硬 ［2］ 化现象，且并未发生软化回复 。当变形抗力达到峰值时，动态再结晶软化逐渐产生但最终与加工硬化相 ［3-4］ 互平衡，随着变形的继续进行，最后达到一稳定值 。合金在变形过程中受温度和应力共同作用，存在硬化 和软化两个相反的过程。正是硬化和软化这两个过程相互作用的结果决定了应力应变曲线的走势。 收稿日期：2014-01-10 52 河北联合大学学报（自然科学版） 第36卷 . -1 . -1 . -1 . -1 （a）=0.01s ；（b）=0.1s ；（c）=1s ；（d）=10s ε