采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對30CrNi3MoV鋼進(jìn)行單向熱壓縮試驗(yàn),研究了其在變形溫度950～1150℃、應(yīng)變速率0.01～10 s^-1的熱變形行為,構(gòu)建了應(yīng)變補(bǔ)償型流變應(yīng)力本構(gòu)方程,并繪制出該鋼的熱加工圖。結(jié)果表明,30CrNi3MoV鋼真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線有3種不同特征:高溫小應(yīng)變速率時(shí),表現(xiàn)為典型的動態(tài)再結(jié)晶過程;低溫小應(yīng)變速率時(shí),曲線為動態(tài)回復(fù)特征;應(yīng)變速率較大時(shí),應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而增大,無明顯的峰值應(yīng)力。采用5次多項(xiàng)式擬合構(gòu)建的應(yīng)變耦合流變應(yīng)力本構(gòu)方程具有高的精確度,采用該方程獲得的預(yù)測值與試驗(yàn)值的平均相對誤差為3.2%,相關(guān)性系數(shù)R值為0.993。從熱加工圖中得到試驗(yàn)鋼最佳的熱加工工藝參數(shù)范圍是:變形溫度為1020～1150℃、應(yīng)變速率為0.03～0.35 s^-1。

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【部分圖文】：

圖1 30Cr Ni3Mo V鋼的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線(a～e)及流變應(yīng)力的試驗(yàn)值與預(yù)測值對比(f)

應(yīng)變速率相同時(shí)，隨著變形溫度的降低，流變應(yīng)力變大。如圖1(b)所示，在1150℃時(shí)對應(yīng)的最大應(yīng)力值在55MPa左右;而1050℃時(shí)對應(yīng)的最大應(yīng)力值上升到80MPa左右。這是由于隨著溫度的降低，原子活動能力減弱，導(dǎo)致試驗(yàn)鋼動態(tài)再結(jié)晶形核以及長大的速率減小，動態(tài)再結(jié)晶軟化作用減弱....

圖2 真應(yīng)變0.2時(shí)30Cr Ni3Mo V鋼的熱變形關(guān)系曲線

圖2(c,d)分別為的關(guān)系圖，線性擬合取斜率平均值可得該鋼的應(yīng)力指數(shù)n=5.641，熱變形激活能Q=356.191kJ/mol。從圖2可以看出擬合的直線與點(diǎn)的偏差非常小，說明采用的模型適用于該試驗(yàn)鋼，而且擬合的誤差很小。圖2真應(yīng)變0.2時(shí)30CrNi3MoV鋼的熱變形....

圖2 真應(yīng)變0.2時(shí)30Cr Ni3Mo V鋼的熱變形關(guān)系曲線

圖2真應(yīng)變0.2時(shí)30CrNi3MoV鋼的熱變形關(guān)系曲線對式(6)兩端同時(shí)取對數(shù)，得:

圖3 真應(yīng)變量0.2下ln Z-ln[sinh(ασ)]的線性擬合圖

按照上述真應(yīng)變0.2下各參數(shù)(α、n、Q、A)的求解過程，分別求出真應(yīng)變量0.05～0.75下的4個(gè)材料常數(shù)。假設(shè)4個(gè)材料常數(shù)均為應(yīng)變的多項(xiàng)式函數(shù)，對4個(gè)材料參數(shù)分別進(jìn)行2～9次多項(xiàng)式擬合，對比發(fā)現(xiàn)采用5次多項(xiàng)式擬合，具有最好的相關(guān)性(如圖4所示)。表2列出了5次多項(xiàng)式(11)中....

本文編號：4051719