1000MPa级低碳中厚板热变形行为及强韧化机理研究

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目前,从微观组织设计及控制入手,合理采用微合金化元素及控轧控冷工艺,已成为低碳中厚板产品生产的重要技术。热变形行为的研究有助于后续轧制和冷却过程的控制,从而得到理想的微观组织和性能。本文研究了1000MPa级低碳中厚板热变形过程中的再结晶行为,并对其相变规律进行研究,在此基础上进行实验室轧制,考察了轧制工艺对组织及力学性能的影响,同时定量计算了位错强化、细晶强化、固溶强化和沉淀强化对试验钢屈服强度的作用,并对韧性的影响因素进行了分析,主要结论如下:   单道次变形过程中,变形量60%、应变速率小于或等于0.01s-1条件下,试验钢高于950℃变形时,发生动态再结晶,得到等轴晶粒;低于再结晶温度变形时,得到扁平奥氏体晶粒。双道次间歇变形过程中,1050℃变形时,基本上60s内发生完全再结晶;1000℃变形时,由于发生应变诱导析出,抑制了静态再结晶的进行,导致软化率曲线上出现了平台,经计算得到了静态再结晶激活能和动力学方程。   在未变形奥氏体连续冷却条件下,随着冷却速度的增大,相变组织由贝氏体逐渐变成马氏体;在变形奥氏体连续冷却条件下,单道次试验过程中,由于发生了变形,增加了形变储能,促进了相变的发生,使CCT曲线的相区向左上方移动,且变形使得相变开始温度升高,相变组织类型随冷速的增加,依次为粒状贝氏体、上贝氏体、下贝氏体及马氏体;在双道次变形的情况下,由于变形量的增加,变形对相变的促进作用更强,扩大了贝氏体转变区。   在再结晶和相变规律研究的基础上对试验钢进行轧制,定量计算各种强化机制对两种试验钢屈服强度的影响表明,位错强化对强度的贡献最大(强度增量分别为393MPa和406MPa),是最主要的强化方式。其次是细晶强化(强度增量分别为243MPa和214MPa)和固溶强化(强度增量分别为223MPa和230MPa)。对韧性影响因素的分析表明,随着冲击功的增加,断裂方式由解理断裂转变为韧性断裂;组织细化、残余奥氏体的存在、晶体取向和有效晶粒尺寸对冲击韧性影响较大,随着有效晶粒尺寸的降低,低碳中厚板表现出更加优异的强韧性匹配特征。
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