微合金非调质钢40mn2v变形抗力及再结晶的研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要微合金非调质钢的研发与应用，简化了生产工艺流程，节约了能源，是现在工业的重要产品之一，具有广阔的发展前景。本文结合衡阳钢管有限公司生产的微合金非调质无缝钢管40Mn2V的生产实际，对其高温变形过程中的变形抗力和动态再结晶以及第二相析出情况进行了研究，为实际生产提供了可靠的理论依据。本文共设计了14个不同的变形条件，近似模拟40MIl2V钢管的实际生产变形过程。通过在Gleeblc-1500热模拟试验机上，测得各变形条件下的真应力一应变曲线，来研究变形条件对变形抗力和动态再结晶的影

2、响。结合显微组织观察和透射电镜观察，分析再结晶晶粒和原始晶粒的大小以及第二相析出情况。研究结果表明，40Mn2V钢的高温变形过程，是加工硬化和高温软化的综合作用过程，温度越高、变形速率越低，变形抗力越小。变形抗力。的对数值lIlo随温度T和变形速率对数值lIl叠的增加，分别成线性减少和增加，变形抗力值。与变形程度8的成非线性关系。根据周纪华、胡克智提出的变形抗力模型公式，用Matlab软件对测得数据进行综合回归，拟合出了微合金非调质钢40Mn2V的变形抗力公式，拟合度R为O．9663，拟合较好。根据真应力一应变曲

3、线，只有当变形量足够大时，才能发生和完成动态再结晶，温度越高、变形速率越低，动态再结晶越容易。根据经验公式和试验数据，求出40Mn2V钢的动态再结晶激活能Qd为382．2168Ⅺ／m01，比低碳钢再结晶激活能287列『／mol高出95．2Ⅺ恤ol。将Z肌昏Hollom∞因子Z引入，简化了动态再结晶图，因子Z越小，动态再结晶越容易。因子z越大，动态再结晶晶粒尺寸越小，细化效果越强。透射电镜观察表明，在800℃～950℃范围内有V和．n的碳氮化合物析出，这些析出物不仅提高了变形抗力，且显著地提高了动态再结晶激活能，阻

4、碍了动态再结晶行为。关键词：微合金非调质钢：变形条件：变形抗力：动态再结晶：第二相析出武汉科技大学硕士学位论文第1页1．1前言第一章绪论腐蚀在金属材料各种破坏形式当中最为普遍，由于腐蚀，使得大量得之不易的材料变成废料。大气腐蚀是一种常见的腐蚀现象，在大气中使用的钢材量一般超过全世界钢产量的60％，大气腐蚀引起的金属损失约占钢铁腐蚀总量的一半以上。金属材料从原材料库存、零部件加工和装配以及产品的运输储存和使用过程中都会遭到不同程度的大气腐蚀。根据一些发达工业国家的统计，每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的

5、1-4％，约有lO％的金属材料被腐蚀掉而无法收回。据美国近三十年的数据统计表明，每年由于腐蚀对工业生产造成的直接经济损失约占美国国民生产总值GNP的3．1％，总计2．76亿／年【11。1995年的统计表明，我国每年腐蚀损失的钢材达1000多万吨，其中由于大气腐蚀造成的损失占1／2。钢铁材料在大气污染环境中的腐蚀不仅给国民经济带来巨大的损失，还会给武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导F’，j虫，童：进行珥究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工

6、作外，本：沦文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。刘本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明，申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：尘遗：￡：旦研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被奄阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。论文作者签名：立

7、垒)指导教师签名：筮；垒堑一日期：盖塑!：￡!艺．武汉科技大学硕士学位论文第l页第一章文献综述1．1微合金非调质钢1．1．1微合金非调质钢的分类及特点微合金非调质钢是70年代初首先在西德研制成功发展起来的新型钢种【l捌。微合金非调质钢的开发取代了某些传统的调质钢(淬火+回火)，与调质钢相比可节约15％以上的总成本【M】。具有节约能源、简化生产工艺、降低成本等诸多有点，因此在全球得到迅速发展。合金元素含量不超过0．2％的非调质钢属于微合金非调质钢，应用最广的此类非调质钢是在中碳钢中加入硅、锰元素之外，还加入少量的v

8、、小m、Ti等微合金元裂I，4．6】。按微合金非调质钢的发展阶段可将其分为四类：(1)铁素体+珠光体型非调质钢；(2)贝氏体型非调质钢；(2)马氏体型非调质钢；(4)晶内铁素体型非调质钢。目前国内外工业生产主要以铁素体+珠光体型非调质钢为主，约占60％以上【3'7】，这类非调质钢所含合金元素少，生产工艺简单，而社会效益却很明显。铁素体+珠光体型非调质钢的强度水平在600～