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《t122耐热钢热变形加工图及热成形性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、T122耐热钢热变形加工图及热成形性第29卷第12期2007年12月北京科技大学JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeUingVo1.29No.12Dec.2OO7T122耐热钢热变形加工图及热成形性曹金荣,2'刘正东2'程世长2'杨钢2'谢建新)1)北京科技大学材料科学与工程学院,北京1000832)钢铁研究总院,北京100081摘要在Gleeble3500热模拟试验机上进行热压缩实验,采用动态材料模型理论,双曲线本构方程及Liapunov稳定性判据,建立了T122耐热钢
2、热变形加工图.利用所建立的加工图,分析了不同温度和应变速率下T122钢的热成形性及其与显微组织的关系,结果表明:T122钢在1085℃以上,应变速率小于0.37SI1压缩变形时,功率耗散效率达到峰值0.2,此时发生了完全动态再结晶;对于工业热加工,建议在变形温度为1085～1150℃和应变速率大于0.13SI1的范围内选择加工参数.关键词T122耐热钢;热压缩实验;加工图;成形性分类号TG113.3T122钢(12Cr一2W-Mo—Nb—V—Cu—N—B)是一种先进的铁素体型马氏体耐热钢.与T91耐热钢相比,T122钢具
3、有更高的持久强度和高温耐蚀性…,可用于制作更高参数的超临界火电机组锅炉管件.然而该钢种成分复杂,合金含量高,且易残留铁素体,对于实际应用,有必要研究T122钢的成形性能.研究材料加工性有各种方法,如应力一应变曲线形状评估法[,标准动力学参数法[]和加工图法.加工图有两类:一是Frost和Ashby_4J根据主导变形特定机制所建立的变形机制图;另一种是Prasad和Gegel等[]基于热力学的动态材料模型的加工图(功效耗散因子图和稳定图).利用动态材料模型建立的加工图能够直观反映材料在不同条件下宏观变形规律,方便了材料成形
4、性的分析过程,因此得到了广泛研究[6-IIj.然而,采用Prasad方法构建加工图时.由于采用了幂指数流变应力模型和三次样条函数拟合应变速率敏感指数m与应变速率的关系,使得建立变形稳定图十分困难且准确性不高_1.本工作在Gleebe3500热模拟试验机上进行热压缩实验,依据动态材料模型理论,流变应力的双曲线本构关系及Liapunov稳定性判据,建立T122钢的热变形加工图(processmap),进而分析T122耐热钢热加工成形性能及其与显微组织的相互对应关系,为T122钢热加工参数的选择和组织控制提供了理论依据.收稿日
5、期:2006-09—13修回日期:2ohO7_04_03基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(No.2003AA331060)作者简介:曹金荣(1966一),男,高级工程师,博士1基于动态材料模型的加工图基本原理动态材料模型[5-7]认为:对于材料热变形过程,热变形工件是外界输入功率P的耗散体.在给定应变速率变形时,单位体积耗散的功率由G和J两部分组成:G为不改变组织的功率,J为改变组织的功率,其数学表达式为:r∈rOP==G+J=Id+ld(1)式中.和分别为流变应力和应变速率.相对于G和J的功率耗散效率因子分别为
6、叩G和,功效因子总和为+=1.在塑性变形时,主要考虑改变组织的功率耗散效率因子叩,其表达式为:士f曲(2)Jo列(zJ功率耗散效率因子图确定以后,还需要确定稳定变形(或失稳)图,因为在加工失稳区(变形中可能出现的裂纹)功率耗散效率也可能较大.根据热力学原理,稳定被视为系统连续减少其总能量的状态,系统能量最小的状态最稳定.在工程系统中,能量的输入和耗散是由系统的熵(s)和功率耗散比=J/G两个变量所控制.对于大应变塑性变形系统,系统的熵为s{(T为变形温度),功率耗散比可用应变速率敏感指数m代替.将工程控制系统的两个Lia
7、punov稳定性判据应用于大应变热塑变形条件,即可得到动态材料模型的稳定变形判据【13-14]:第l2期曹金荣等:T122耐热钢热变形加工图及热成形性(J<0(3)(J们<0(4)Liapunov判据的物理意义在于:其值愈负变形愈稳定,出现裂纹的几率愈低;反之,变形不稳定,出现裂纹的几率愈高.采用与功率耗散效率图同样的方法.即可建立变形稳定图(或失稳图).建立功率耗散效率图和变形稳定图后即可利用其分析材料的热成形性.2实验材料和方法实验材料取自T122实验钢热锻后的退火棒料.化学成分(质量分数,%)为:C0.
8、12,Si0.38,Mn0.58.P0.007,S0.007,Cr11.37,Ni0.37,Mo0.38,W1.93,Nb0.05,V0.20,Ti0.058,B0.0028,Cu0.86,N0.067,A10.037,Fe余量.热压缩试样尺寸为声10mm×15mm.在Gleeble3500热模拟试验机进行等温一恒应
