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《t122耐熱鋼熱變形加工圖及熱成形性》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、T122耐熱鋼熱變形加工圖及熱成形性第29卷第12期2007年12月北京科技大學(xué)JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeUingVo1.29No.12Dec.2OO7T122耐熱鋼熱變形加工圖及熱成形性曹金榮,2'劉正東2'程世長2'楊鋼2'謝建新)1)北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京1000832)鋼鐵研究總院,北京100081摘要在Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗(yàn),采用動態(tài)材料模型理論,雙曲線本構(gòu)方程及Liapunov穩(wěn)定性判據(jù),建立了T122耐熱鋼
2、熱變形加工圖.利用所建立的加工圖,分析了不同溫度和應(yīng)變速率下T122鋼的熱成形性及其與顯微組織的關(guān)系,結(jié)果表明:T122鋼在1085℃以上,應(yīng)變速率小于0.37SI1壓縮變形時,功率耗散效率達(dá)到峰值0.2,此時發(fā)生了完全動態(tài)再結(jié)晶;對于工業(yè)熱加工,建議在變形溫度為1085～1150℃和應(yīng)變速率大于0.13SI1的范圍內(nèi)選擇加工參數(shù).關(guān)鍵詞T122耐熱鋼;熱壓縮實(shí)驗(yàn);加工圖;成形性分類號TG113.3T122鋼(12Cr一2W-Mo—Nb—V—Cu—N—B)是一種先進(jìn)的鐵素體型馬氏體耐熱鋼.與T91耐熱鋼相比,T122鋼具
3、有更高的持久強(qiáng)度和高溫耐蝕性…,可用于制作更高參數(shù)的超臨界火電機(jī)組鍋爐管件.然而該鋼種成分復(fù)雜,合金含量高,且易殘留鐵素體,對于實(shí)際應(yīng)用,有必要研究T122鋼的成形性能.研究材料加工性有各種方法,如應(yīng)力一應(yīng)變曲線形狀評估法[,標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)參數(shù)法[]和加工圖法.加工圖有兩類:一是Frost和Ashby_4J根據(jù)主導(dǎo)變形特定機(jī)制所建立的變形機(jī)制圖;另一種是Prasad和Gegel等[]基于熱力學(xué)的動態(tài)材料模型的加工圖(功效耗散因子圖和穩(wěn)定圖).利用動態(tài)材料模型建立的加工圖能夠直觀反映材料在不同條件下宏觀變形規(guī)律,方便了材料成形
4、性的分析過程,因此得到了廣泛研究[6-IIj.然而,采用Prasad方法構(gòu)建加工圖時.由于采用了冪指數(shù)流變應(yīng)力模型和三次樣條函數(shù)擬合應(yīng)變速率敏感指數(shù)m與應(yīng)變速率的關(guān)系,使得建立變形穩(wěn)定圖十分困難且準(zhǔn)確性不高_(dá)1.本工作在Gleebe3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱壓縮實(shí)驗(yàn),依據(jù)動態(tài)材料模型理論,流變應(yīng)力的雙曲線本構(gòu)關(guān)系及Liapunov穩(wěn)定性判據(jù),建立T122鋼的熱變形加工圖(processmap),進(jìn)而分析T122耐熱鋼熱加工成形性能及其與顯微組織的相互對應(yīng)關(guān)系,為T122鋼熱加工參數(shù)的選擇和組織控制提供了理論依據(jù).收稿日
5、期:2006-09—13修回日期:2ohO7_04_03基金項(xiàng)目:國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃資助項(xiàng)目(No.2003AA331060)作者簡介:曹金榮(1966一),男,高級工程師,博士1基于動態(tài)材料模型的加工圖基本原理動態(tài)材料模型[5-7]認(rèn)為:對于材料熱變形過程,熱變形工件是外界輸入功率P的耗散體.在給定應(yīng)變速率變形時,單位體積耗散的功率由G和J兩部分組成:G為不改變組織的功率,J為改變組織的功率,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:r∈rOP==G+J=Id+ld(1)式中.和分別為流變應(yīng)力和應(yīng)變速率.相對于G和J的功率耗散效率因子分別為
6、叩G和,功效因子總和為+=1.在塑性變形時,主要考慮改變組織的功率耗散效率因子叩,其表達(dá)式為:士f曲(2)Jo列(zJ功率耗散效率因子圖確定以后,還需要確定穩(wěn)定變形(或失穩(wěn))圖,因?yàn)樵诩庸なХ€(wěn)區(qū)(變形中可能出現(xiàn)的裂紋)功率耗散效率也可能較大.根據(jù)熱力學(xué)原理,穩(wěn)定被視為系統(tǒng)連續(xù)減少其總能量的狀態(tài),系統(tǒng)能量最小的狀態(tài)最穩(wěn)定.在工程系統(tǒng)中,能量的輸入和耗散是由系統(tǒng)的熵(s)和功率耗散比=J/G兩個變量所控制.對于大應(yīng)變塑性變形系統(tǒng),系統(tǒng)的熵為s{(T為變形溫度),功率耗散比可用應(yīng)變速率敏感指數(shù)m代替.將工程控制系統(tǒng)的兩個Lia
7、punov穩(wěn)定性判據(jù)應(yīng)用于大應(yīng)變熱塑變形條件,即可得到動態(tài)材料模型的穩(wěn)定變形判據(jù)【13-14]:第l2期曹金榮等:T122耐熱鋼熱變形加工圖及熱成形性(J<0(3)(J們<0(4)Liapunov判據(jù)的物理意義在于:其值愈負(fù)變形愈穩(wěn)定,出現(xiàn)裂紋的幾率愈低;反之,變形不穩(wěn)定,出現(xiàn)裂紋的幾率愈高.采用與功率耗散效率圖同樣的方法.即可建立變形穩(wěn)定圖(或失穩(wěn)圖).建立功率耗散效率圖和變形穩(wěn)定圖后即可利用其分析材料的熱成形性.2實(shí)驗(yàn)材料和方法實(shí)驗(yàn)材料取自T122實(shí)驗(yàn)鋼熱鍛后的退火棒料.化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:C0.
8、12,Si0.38,Mn0.58.P0.007,S0.007,Cr11.37,Ni0.37,Mo0.38,W1.93,Nb0.05,V0.20,Ti0.058,B0.0028,Cu0.86,N0.067,A10.037,Fe余量.熱壓縮試樣尺寸為聲10mm×15mm.在Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行等溫一恒應(yīng)
