20CrMnTi钢温变形流变应力和组织变化研究

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1、第!卷第"期塑性工程学报5678!)68""###年$月%9:8"###%&’()*+&,-+*./010/23)40)33(0)4;<=>?@AB钢温变形流变应力和组织变化研究C华北工学院#D##EFG张治民杨卓越张宝红C燕山大学#$$##HG李硕本郑炀曾摘要I本文利用等温压缩实验J研究了"#1KL:/M钢不同相区的流变应力变化规律J并借助于冶金测试方法研究了相应的组织变化J探讨了流变应力的变化机理J为温成形工艺研究提供了可靠的参考依据N关键词I"#1KL:/M钢O温变形O流变应力O组织变化C#8FEJ#8D#J#8H

2、EJ#8$#J#8!EGJ取变形后的试样F引言尺寸为H!]"PJ试样的原始尺寸根据所选定的变形量按体积不变原理确定N结构钢的温成形J一般是指在$E#RSTE#R之间的成形UFJDVJ它集中了冷W热成形的优点J与热成形CTE#RSF"##RG相比J温成形的零件精度高J氧化W脱碳倾向小J模具寿命长O与冷成形相比J其成形性好J不需要中间软化处理工序J便于自动化生产N"#1KL:/M是我国车辆传动齿轮的常用钢材J用温精密成形制造技术代替传统的齿轮加工工艺J可大幅度地提高生产效率J降低制造成本N然而J目前对有关图F实验装置简图"

3、#1KL:/M钢温变形的力学形为研究的报道很少J工,M^8F._‘abcdM_eMc^Kcb6faghaKMba:dc7iadQ9hj艺制定缺少科学的依据N为此本文利用等温压缩实;8;等温压缩试验验J研究了"#1KL:/M钢在!##RWT##R和TE#R流"#1KL:/M的*_F和*_D温度分别为!H#R和变应力的变化规律J并借助于冶金测试方法研究了相U"VT"ERJ为使变形温度覆盖整个两相区J故变形温度应的组织变化J探讨了流变应力的变化机理J为该材选取!##RWT##R和TE#RO等温变形可用图F的实料温成形工艺的制定

4、提供了可靠的参考依据N验装置实现J装置与试样一同在井式炉内加热J到温再保温"#bM:后进行试验J为保证变形过程中试样"试验过程温度不降低J试样需始终在封闭的状态N等温压缩设备为2*D"QDFE油压机J数据采集选;8X材料与试样用1Kcikcdc采集系统J由计算机直接记录变形过程试验材料为齿轮用钢"#1KL:/MJ其化学成分见中的压力和位移J随后换算成真应变和真应力J并由表FO选用圆柱压缩试样J试样两端开有凹槽J试验计算机绘出真应力Q真应变曲线J变形结束后立刻淬表X试验用;<=>?@AB钢的化学成分CYZ[G入水中以固定组

5、织N11KL:/M-.)M;8l微观组织变化观察#8"FF8"D#8P!#8#P#8#D#8#H#8"T等温压缩试验结束后将试样沿轴线纵向剖开W制成金相样品J用)3&-m&/"F金相显微镜观察组织时填充润滑剂以保证变形的均匀性C见图FGN为保证变化J并用mQT##透射电镜做了薄膜透射分析J操作变形终了在应变率相同的条件下得到不同的应变量电压为"##n5N万方数据收稿日期IFPPPQDQET)塑性工程学报第0卷始变形阶段流变应力随应变的增加而急剧增大1应变!试验结果与讨论达到一定值后趋于稳定1软化和硬化处于动态平衡1但在大

6、应变GR[)#NH时有软化的趋势I从微观组织"#$%&&’的变形特性照片G图NH上可以发现L铁素体的变形迹象仍然存()*+,-./钢在0))’变形时1流变应力在变形在1但这些变形的铁素体内已出现了细小的晶粒G见初期表现为形变硬化1在某一应变值流变应力达到图NV箭头所指H1.Q,观察分析表明这些细小的晶2峰值31随后出现形变软化1软化到一定程度后趋于粒是规则的1尺寸为TD;(D的亚晶G见图NCH1而且是通过位错组态变化而形成的G见图N=]CH1说明铁素体仅发生动态回复1无明显的动态再结晶P与此同时也发现L即使应变很大也

7、不存在变形的原奥氏体晶粒1取而代之的是等轴的奥氏体晶粒1且随应变增加而逐渐细化G见图NVH1这表明在该温度变形时复相组织中奥氏体发生动态再结晶I由此证实在Z))’两相区变形时1该材料的复相图(真应力4应变曲线组织G5J^H分别发生动态回复和动态再结晶1相应5/6#(.+789:+899;9:+89?@:A8的宏观流变应力处于稳定状态I至于在大应变时又出9:88BC8@?+D8C<::A+88:8DE8+<:7+89F现软化的趋势1作者认为是由于微观组织的细化引起稳定G见图(HI微观组织G5JKH的相应变化G

8、见图的1将金相组织G见图N<]VH与相关的标准和文献MU1_O!H为L铁素体G5H随应变的增加位错密度逐渐增高1对照1发现原奥氏体晶粒在应变达到)#_)时1由应其流变应力应表现为上升M!1NO1到一定程度后发生动变)#TU的‘;T)级达到超细化的^a.,T!级以态回复并形成亚晶1其流变应力趋于稳定M!1NOP珠光体上