Q550D超低碳貝氏體鋼動態(tài)再結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，仍能保證高的強度及優(yōu)良的低溫焊接性能。其優(yōu)良的性能取決于其熱變形過程后的微觀組織結構，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)律對于提高其綜合性能非常重要，并有利于指導實際生產。本文采用等溫恒應變速率壓縮試驗，借助金相分析系統(tǒng)，研究了Q550D超低碳貝氏體鋼熱變形時的動態(tài)再結晶行為，在此基礎上首次建立了動態(tài)再結晶的預測模型，并利用DEFORM-3D微觀組織模塊對Q550D超低碳貝氏體鋼熱變

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

3、地確定了動態(tài)再結晶的臨界條件和峰值應力應變；并采用動態(tài)再結晶開始時間與溫度的關系圖（RRT圖）描述了變形溫度對動態(tài)再結晶的影響規(guī)律。
　　其次，根據再結晶形核與長大理論以及動力學基本特點，建立了Q550D超低碳貝氏體鋼動態(tài)再結晶動力學模型、再結晶晶粒尺寸模型，峰值應力ps、峰值應變pe以及臨界應變ce分別與lnZ之間的關系模型。通過線性回歸分析計算出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力本構方程；
　　最后，在DEFORM-3D軟件平臺上，建立了Q550D超低碳貝氏體鋼熱變形過程的動態(tài)再結晶模型，并采用元胞自動機模擬了Q550D超低碳貝氏體鋼在不同的變形條件下微觀組織演變。模擬結果顯示:在熱變形過程中試樣的微觀組織得到了改善，在模擬過程中發(fā)生了動態(tài)再結晶現象，晶粒變得均勻細化，這與實驗結果相吻合；并且模擬得到的平均晶粒尺寸大小和動態(tài)再結晶百分數與實驗結果吻合得較好，晶粒尺寸相對誤差小