40Cr10Si2Mo钢的热变形模型及动态再结晶行为

摘要：

为了优化马氏体耐热钢40Cr10Si2Mo的热轧生产工艺参数,建立线棒材轧制数字化设计及智能化系统数据库,在Gleeble-3500热模拟机上对马氏体耐热钢40Cr10Si2Mo进行单道次热压缩试验,研究了该钢在温度为900～1 100℃、应变速率为0.1～20 s-1条件下的应变补偿本构方程及动态再结晶行为,为探索塑性变形行为和组织优化提供理论依据.结果表明,应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增加而增加.温度和应变速率对热变形抗力(真应力)的影响主要取决于在塑性变形过程中,金属内部发生的加工硬化与动态回复、再结晶等软化机制交互作用的结果.建立了双曲正弦(Arrhenius)本构模型.对比发现所建立的本构模型预测值与试验值相关系数R2为0.983 97,平均相对误差(AARE)为4.531％.采用对σ-ε曲线进行4次多项式拟合并求导的方法,分析了 40Cr10Si2Mo钢的软化过程以及不同温度和应变速率下动态再结晶的临界条件.阐述了动态再结晶的临界条件与lnZ(Zener-Hollomon参数)值的关系.发现40Cr10Si2Mo钢在lnZ值小于63时,动态再结晶的临界应变随lnZ值的增大而增大.在lnZ值大于63时,动态再结晶的临界应变随lnZ值的增大变化不明显.对比了40Cr10Si2Mo钢的微观组织,发现在1 100℃/0.1 s-1条件下晶粒发生了相互吞食合并,部分再结晶晶粒没有长大,最终导致混晶组织出现.然而增加应变速率有助于动态再结晶晶粒的细化.

关键词：40Cr10Si2Mo钢;本构方程;动态回复;动态再结晶;临界应变

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资助基金：国家重点研发计划资助项目;陕西省教育厅2019年度服务地方科学研究计划资助项目

在线出版日期：2021-11-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：112-121