几种不同含碳量碳钢的组织对温变形行为的影响

论文摘要

本文利用Gleeble 3500热力模拟试验机,对Q235、45、T8和T12钢的马氏体（M）组织、完全退火组织和球化退火组织的温变形进行了模拟实验研究。实验结果表明,在600～700℃,应变速率1.0～0.001s-1范围内,Q235、45、T8和T12钢正常淬火M组织的流变应力,在相同条件下,随着碳含量的增加先增大后减小,其中,45钢的流变应力最大。Q235钢的流变应力比45钢平均低约13 MPa～69 MPa;45钢的流变应力比T12钢平均高约9 MPa～35 MPa。低碳钢M组织流变应力低于高、中碳钢,是由于低碳钢温变形过程析出的碳化物数量极少且分布不均匀;中碳钢M组织流变应力高于高碳钢,是由于材料的自扩散激活能随着碳含量的增加而减小,碳含量越高,回复再结晶速度越快,流变应力越低。在650℃应变速率为1.0～0.001s-1和600℃、700℃应变速率0.01s-1时,Q235、45钢F+P组织和T8、T12钢F+粒状Fe3C组织的流变应力随着碳含量的增加先增大后减小,其中,Q235钢比45钢平均低约23 MPa～51 MPa,45钢比T12钢平均高约19 MPa～26 MPa;同时存在临界应变,使T8钢M组织的流变应力低于F+粒状Fe3C组织。此外,利用透射电子显微镜（TEM）和光学显微镜（OM）对模拟温变形组织进行微观分析。结果表明,45钢M组织温变形析出的碳化物颗粒细小,平均直径约为60 nm,并且碳化物分布均匀,平均间距约为200 nm。T12钢隐晶M中含有大量未溶的碳化物,导致析出的碳化物尺寸粗大,颗粒直径平均约为1.5μm,而且分布不均匀,平均间距约为2.5μm。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 金属流变应力模型
• 1.2.1 影响金属流变应力的因素
• 1.2.2 温变形金属流变应力模型
• 1.2.3 温变形流变应力的双曲正弦本构方程模型
• 1.3 金属材料温变形的研究现状
• 1.3.1 温变形制备超细晶粒材料
• 1.3.2 温变形对碳化物形态的影响
• 1.4 热模拟实验技术在温变形冶金物理学研究中的应用
• 1.4.1 金属的塑性变形及压力加工物理模拟的基本参数
• 1.4.2 物理模拟在金属塑性变形抗力研究中的应用
• 1.4.3 Gleeble 上影响流变曲线测试的因素
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 温压缩实验
• 2.2.1 实验材料的热处理
• 2.2.2 温压缩实验
• 2.3 温压缩后试样的分析方法
• 2.3.1 金相组织观察
• 2.3.2 TEM 组织观察
• 2.3.3 显微硬度实验
• 2.4 本章小结
• 第3章 实验结果与分析
• 3.1 45、T8 钢M 组织和T12 钢隐晶M 组织不同T 和ε压缩的流变曲线
• 3.1.1 温压缩流变曲线
• 3.1.2 温变形方程及Z 参数方程
• 3.1.3 温变形应变速率敏感性指数
• 3.1.4 温变形能量消耗效率
• 3.1.5 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响
• 3.1.6 温压缩试样微观组织观察
• 3.2 Q235、45 钢M 组织和T12 钢粗片状M 组织不同T 和ε压缩的流变曲线
• 3.2.1 温压缩流变曲线的比较
• 3.2.2 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响
• 3.2.3 温压缩试样的微观组织观察
• 3.3 Q2354、5 钢F＋P 组织和T8、T12 钢F＋粒状FE3C 组织不同T 和ε压缩的流变曲线
• 3.3.1 温压缩流变曲线
• 3.3.2 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响
• 3.4 T8 钢M 和F＋粒状FE3C 组织不同T 和ε压缩的流变曲线
• 3.5 四种钢M 组织温压缩后的室温显微硬度
• 3.5.1 变形温度对四种钢M 组织显微硬度的影响
• 3.5.2 应变速率对四种钢M 组织显微硬度的影响
• 3.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简介