铸态30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶行为研究

　　大锻件在制坯过程中是一个在高温下进行多火次的变形过程，每一火次的变形都伴随着材料内部显微组织的变化。较高的变形温度以及较大的压下量会使材料的动态再结晶驱动力增加，从而导致材料动态再结晶的发生。

　　30Cr2Ni4MoV钢是中合金低压转子钢，主要用于轴、齿轮和发电机等，金属发生动态再结晶会提高锻件或者产品本身的宏观力学性能。太原科技大学材料科学与工程学院的研究者们对铸态30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶行为进行研究，并建立动态再结晶模型，为控制及优化高温条件下的锻造加工工艺提供理论依据。

　　本研究采用30Cr2Ni4MoV钢锭材料作为研究对象，利用Gleeble-1500D热力模拟试验机进行镦粗物理模拟试验，热模拟试验工艺参数见表1。

　　表1  热模拟试验工艺参数

　　由于铸态材料内部组织不均匀，将试样加热至1250℃，保温20h进行均匀化处理，并将处理后的试样加工成Φ8mm×12mm圆柱体进行平面压缩。经研磨抛光后在40℃的过饱和苦味酸溶液中浸蚀，利用Zaiss Imager金相显微镜对试样进行显微组织观察。按照ASTM晶粒度测量标准测量出动态再结晶平均晶粒截线长度D，结合应力-应变曲线进行动态再结晶行为分析。

　　从铸态30Cr2Ni4MoV钢在同一应变速率下的应力-应变曲线可以看出，当应变速率和变形量一定时，流变应力、峰值应力和峰值应变都随着变形温度的升高而逐渐降低。这是由于随着变形温度的升高，热激活作用逐渐加强，导致位错运动加强和临界切应力降低，从而使金属材料的变形抗力也逐渐减小。

　　观察发现，随着变形温度的不断升高和应变速率的降低，试样的流动应力显著降低。变形量、变形温度以及变形速率等工艺参数均对变形抗力产生一定影响；变形温度越高，应变速率越低，则动态再结晶造成的软化程度也就越大。当变形温度相同时，应变速率越低，则应力-应变曲线的峰值应变也就越低，这说明在较高温度和较低应变速率下，能够促进动态再结晶的发生。

　　通过对铸态30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶行为研究，得到了该材料的稳态流变应力、峰值应变、临界应变和饱和应力的模型，建立了动态再结晶动力学模型和动态再结晶尺寸模型，为低压转子钢大锻件成型工艺奠定了理论基础。

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