Q550D超低碳貝氏體鋼動態(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，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(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)律對于提高其綜合性能非常重要，并有利于指導(dǎo)實際生產(chǎn)。本文采用等溫恒應(yīng)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(jié)晶行為，在此基礎(chǔ)上首次建立了動態(tài)再結(jié)晶的預(yù)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(yīng)變速率為0.01~0.1s-1條件下的流變行為。通過應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究了Q550D超低碳貝氏體鋼的動態(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、地確定了動態(tài)再結(jié)晶的臨界條件和峰值應(yīng)力應(yīng)變；并采用動態(tài)再結(jié)晶開始時間與溫度的關(guān)系圖（RRT圖）描述了變形溫度對動態(tài)再結(jié)晶的影響規(guī)律。
　　其次，根據(jù)再結(jié)晶形核與長大理論以及動力學(xué)基本特點，建立了Q550D超低碳貝氏體鋼動態(tài)再結(jié)晶動力學(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(yīng)力本構(gòu)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(jié)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(jié)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(jié)晶現(xiàn)象，晶粒變得均勻細化，這與實驗結(jié)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(jié)晶百分數(shù)與實驗結(jié)果吻合得較好，晶粒尺寸相對誤差小