低碳含硼冷鐓鋼高溫變形行為的研究.pdf

1、低碳含硼冷鐓鋼主要用于汽車、工程機(jī)械等緊固件生產(chǎn)，通過添加微量硼元素，可以改善材料的高溫力學(xué)性能，節(jié)約貴金屬元素等，是冷鐓鋼應(yīng)用的一個(gè)重要方向。本文通過高溫拉伸試驗(yàn)，掃描電鏡、透射電鏡等分析手段研究了含硼量、應(yīng)變速率等對低碳含硼冷鐓鋼高溫塑性的影響，通過在康卡斯特連鑄機(jī)上進(jìn)行工藝試驗(yàn)生產(chǎn)了合格的10B06鋼坯；通過熱壓縮實(shí)驗(yàn)研究了10B06的高溫流變行為，推導(dǎo)了其本構(gòu)方程；通過有限元模擬方法研究了開軋溫度對低碳含硼鋼粗軋過程變形規(guī)律的影

2、響，并在大盤卷生產(chǎn)線上進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。論文主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)在Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對10B06和10B15在750℃～950℃溫度區(qū)間內(nèi)的高溫拉伸變形行為進(jìn)行了研究。采用較低的應(yīng)變速率能改善10B06和10B15的高溫塑性。與應(yīng)變速率為1×10-3s-1時(shí)相比，應(yīng)變速率為5×10-4 s-1時(shí)，含硼量為17ppm的10B06在所有溫度區(qū)間內(nèi)的斷后伸長率提高了5％；10B15在850℃～900℃時(shí)的

3、高溫塑性低谷區(qū)變淺變窄，斷后伸長率提高了約5％。
　　 (2)在康卡斯特連鑄機(jī)上對10B06冷鐓鋼的生產(chǎn)進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。通過控制含硼量，降低拉速和水冷強(qiáng)度，使二冷時(shí)連鑄坯表面溫度升高，避開高溫脆性區(qū)間，可以生產(chǎn)出表面質(zhì)量良好的10B06冷鐓鋼，調(diào)整后適宜的低碳含硼鋼含硼量和生產(chǎn)工藝為：含硼量5～35ppm，拉速2.6～2.7m/min，二冷水冷強(qiáng)度0.97。
　　 (3)在MMT200熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對應(yīng)變速率0.01～2

4、0s-1，變形溫度750～1100℃時(shí)10B06單道次高溫壓縮流變行為進(jìn)行了研究。高溫變形時(shí)流變應(yīng)力的變化是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、動(dòng)態(tài)回復(fù)與加工硬化聯(lián)合作用的結(jié)果。當(dāng)變形溫度較低、應(yīng)變速率較小時(shí)，壓縮變形時(shí)更容易出現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的現(xiàn)象；而變形溫度較高、應(yīng)變速率較大時(shí)，主要體現(xiàn)為動(dòng)態(tài)回復(fù)類型。該材料的變形激活能為220.1323 kJ·mol-1，其本構(gòu)方程為：
　　 ε=7.86×108[sinh(0.0074230σ)]5.2724exp

5、(-220132.3/8.314T)(4)通過有限元分析軟件對10B06粗軋過程變形規(guī)律進(jìn)行了模擬研究，獲得了軋件的等效應(yīng)變、變形區(qū)等效應(yīng)力、溫度場、軋制力和軋制力矩等。開軋溫度為1020、1050、1080℃時(shí)坯料軋后的斷面形狀和尺寸與實(shí)際生產(chǎn)中坯料形狀基本吻合，開軋溫度1050℃時(shí)10B06表面和截面溫度分布均勻，軋制力變化小，坯料內(nèi)部損傷最小。
　　 (5)在大盤卷生產(chǎn)線上對10B06冷鐓鋼盤條的生產(chǎn)進(jìn)行了工藝試驗(yàn)。坯料出