Q550D超低碳貝氏體鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究與組織模擬.pdf

1、超低碳貝氏體鋼在具有良好韌性的同時(shí)，仍能保證高的強(qiáng)度及優(yōu)良的低溫焊接性能。其優(yōu)良的性能取決于其熱變形過(guò)程后的微觀組織結(jié)構(gòu)，因此，研究超低碳貝氏體鋼的熱變形行為及微觀組織演變規(guī)律對(duì)于提高其綜合性能非常重要，并有利于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。本文采用等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)，借助金相分析系統(tǒng)，研究了Q550D超低碳貝氏體鋼熱變形時(shí)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為，在此基礎(chǔ)上首次建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的預(yù)測(cè)模型，并利用DEFORM-3D微觀組織模塊對(duì)Q550D超低碳貝氏體鋼熱變

2、形過(guò)程微觀組織演變進(jìn)行了模擬。主要研究工作如下：
　　首先，采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)Q550D超低碳貝氏體鋼進(jìn)行等溫壓縮變形試驗(yàn)，研究了該鋼種在變形溫度為1000~1150℃、應(yīng)變速率為0.01~0.1s-1條件下的流變行為。通過(guò)應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究了Q550D超低碳貝氏體鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶規(guī)律，并確定了該合金在當(dāng)前應(yīng)變速率條件下，易于發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的溫度范圍為1100～1150℃；采用硬化率-應(yīng)變(θ-ε)曲線較精確

3、地確定了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界條件和峰值應(yīng)力應(yīng)變；并采用動(dòng)態(tài)再結(jié)晶開(kāi)始時(shí)間與溫度的關(guān)系圖（RRT圖）描述了變形溫度對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的影響規(guī)律。
　　其次，根據(jù)再結(jié)晶形核與長(zhǎng)大理論以及動(dòng)力學(xué)基本特點(diǎn)，建立了Q550D超低碳貝氏體鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型、再結(jié)晶晶粒尺寸模型，峰值應(yīng)力ps、峰值應(yīng)變pe以及臨界應(yīng)變ce分別與lnZ之間的關(guān)系模型。通過(guò)線性回歸分析計(jì)算出Q550D超低碳貝氏體鋼變形激活能為386.43kJ/mol，獲得了Q550D超低

4、碳貝氏體鋼高溫條件下的流變應(yīng)力本構(gòu)方程；
　　最后，在DEFORM-3D軟件平臺(tái)上，建立了Q550D超低碳貝氏體鋼熱變形過(guò)程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型，并采用元胞自動(dòng)機(jī)模擬了Q550D超低碳貝氏體鋼在不同的變形條件下微觀組織演變。模擬結(jié)果顯示:在熱變形過(guò)程中試樣的微觀組織得到了改善，在模擬過(guò)程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象，晶粒變得均勻細(xì)化，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合；并且模擬得到的平均晶粒尺寸大小和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好，晶粒尺寸相對(duì)誤差小