预备热处理冷轧变形材料组织遗传演化规律研究.pdfVIP

摘要 环件轧制是一种先进的连续局部塑性成形工艺，主要用于制造各种截面形状 的无缝环形零件，具有生产成本低，产品性能优良和产品精度高等优点，广泛地 应用于汽车、火车、船舶、航空航天和原子能等工业领域中。本文通过有限元模 拟和实验的方法，研究了矩形截面的冷轧环件在预备热处理、冷轧和淬火过程中 的微观组织演化和变形行为，为环件冷轧工艺的优化和产品精度的提高提供了理 论基础。 首先对45钢环件进行预备热处理，通过拉伸实验，测试材料的力学性能， 建立本构关系，然后根据测得的材料本构关系，在ABAQUS软件中模拟环件冷 轧的过程，在D56G90型精密冷轧环机上对热处理过的环件进行轧制，最后用电 子扫描电镜观察每步工艺后微观组织的变化情况。模拟和试验研究表明：在一定 范围内，环件的退火冷却速度越快，珠光体晶粒越小，片层间距越小，晶粒分布 越均匀，材料的强度和塑性越好。随着退火冷却速度降低，屈服强度、抗拉强度、 延伸率和硬度逐渐降低。45钢环件冷轧后，冷却速度越快的环件所受的应力越 大，应变越小。晶粒沿轧向分布，与未经过预备热处理直接冷轧的环件相比，经 过退火工艺处理过的环件的晶粒更加细小，组织分布更加均匀，且在预备热处理 中退火冷却速度越快的环件，冷轧后珠光体片层破碎越严重，晶界越不明显。 对GCrl5钢环件采用了预备热处理、冷轧、淬火的试验工艺，同时运用 ABAQUS软件对其冷轧过程进行了模拟。并用电子显微电镜、拉伸实验、X射 线衍射和显微硬度测试等测试方法，观察GCrl5钢环件在处理过程中微观组织 和力学性能方面的变化情况。结果显示：GCrl5钢球化退火后，由片状珠光体转 变为粒状珠光体，．且随退火冷却速度的减缓，退火后渗碳体晶粒变大，抗拉强度 增大，延伸率变小。 强度较强。随着由外层向中间层过渡，织构逐渐变得杂乱，{111)110织构组分 分。淬火后，退火冷却速度快的环件，马氏体晶粒更细小，渗碳体颗粒更小。 GCrl5钢环件在整个工艺过程中硬度方面的变化是，正火后，环件硬度变化 不大；退火后，硬度均下降；冷轧后，硬度稍有提高；淬火后，硬度成倍的增长。 在每步工艺后，硬度均是退火冷却速度慢的环件硬度最高，另两个环件的硬度随 退火冷却速度的增快而变小。 关键词：环件冷轧、预备热处理、微观组织、力学性能、织构、显微硬度 II onmicrostructure evolutionanddeformationbehaviorin experiments，researched of will the pre-heat theoretical treatment，rolling，andquenchingrings．Itprovide basesof the and ofcold—rolled improving precisionproperties rings． mechanical of treated1045 Firstly,get propertiespre-heat steeltensiletest． by rationalFEmodelofcold Wasset in software Secondly,a ring up rolling ABAQUS thecold Was environment,andring rollinganalyzed．Thirdly,practicale