動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型SCM435鋼的測定(共16頁)

1、PAGE XXI內(nèi)蒙古科技(kj)大學(xué) 本科生畢業(yè)(b y)外文(wiwn)翻譯 題 目：動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型 SCM435鋼的測定 學(xué)生姓名：錢志偉 學(xué) 號：1061102214 專 業(yè)：冶金工程 班 級：2010冶金（2）班 指導(dǎo)老師：劉宇雁 教授 摘要(zhiyo) SCM435鋼的流變應(yīng)力行為進(jìn)行了研究(ynji)利用MMS-200熱模擬機，用1023至1323年變形溫度和應(yīng)變速率的條件(tiojin)下0.01-10秒-1。實驗結(jié)果表明，臨界應(yīng)變會得到更小的增量溫度和應(yīng)變率的減小，而使動態(tài)再結(jié)晶易于發(fā)生。高峰SCM435鋼的高溫下應(yīng)力本構(gòu)方程是由雙曲形式成立正弦波，并且在高溫下變形的

2、激活能由回歸方程得到。臨界應(yīng)變C動態(tài)再結(jié)晶準(zhǔn)確來源于含菌株的-曲線硬化率和FL OW應(yīng)力。然后峰值應(yīng)力，峰值應(yīng)變，臨界應(yīng)力，臨界之間的相關(guān)性應(yīng)變和參數(shù)Z進(jìn)一步得到。動態(tài)再結(jié)晶的Avrami方程動力學(xué)方程SCM435鋼是從應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線的發(fā)展，和Avrami指數(shù)米進(jìn)行抽象。觀察還表明的Avrami常數(shù)將與增量減少溫度，但會增加與在增量應(yīng)變率。該阿夫拉米不斷發(fā)生小的影響從變形溫度，但從應(yīng)變率，以及阿夫拉米常數(shù)與應(yīng)變率之間的相關(guān)性顯著的影響是由回歸方程得到的。關(guān)鍵詞：SCM435鋼;動態(tài)再結(jié)晶;活化能;臨界應(yīng)變1 引言(ynyn) SCM435鋼是典型的中碳鋼 具有良好的淬透性。一個更好的疲勞強

3、度和 耐沖擊性可以通過回火進(jìn)行說明。該lowtemperature 沖擊韌性和回火脆性 SCM435鋼執(zhí)行優(yōu)秀。該鋼SCM435 用于12.9級螺栓鋼在汽車發(fā)動機的需求 由于惡劣的極端高要求的疲勞壽命 的工作環(huán)境。這是典型的高端產(chǎn)品 冷鐓。動態(tài)再結(jié)晶是一種 軟化的過程中，重要的機制 熱變形，并具有較大的INFL對糧食uences 大小，形態(tài)和被靜態(tài)再結(jié)晶。 因此(ync)研究具有較高的學(xué)術(shù)意義和 工程應(yīng)用價值1-3。因此，熱力學(xué)模擬實驗，通過研究FL OW高溫下合金的應(yīng)力特性。與此同時，SCM435鋼的過程中軟化規(guī)則熱變形進(jìn)行了分析，以獲得結(jié)果包括熱變形的活化能，臨界應(yīng)變對動態(tài)再結(jié)晶，而峰值應(yīng)

4、力，峰值應(yīng)變，臨界之間的相關(guān)性應(yīng)力，臨界應(yīng)變而參數(shù)Z的模型動態(tài)再結(jié)晶的熱變形SCM435鋼當(dāng)時(dngsh)成立的提供可靠的理論依據(jù)做出合理的處理的產(chǎn)品。2 實驗(shyn) 工業(yè)熱軋SCM435鋼用作為試驗材料。其主要化學(xué)成分為：0.35wt，錳0.55wt，硅0.28wt，P 0.013wt，S0.01重量，鉻0.92wt，鉬0.2重量。它的微觀結(jié)構(gòu)在室溫下示于圖1（a）。原SCM435鋼的奧氏體晶粒示于圖1（b）從淬火(cu hu)后熱軋。的微觀結(jié)構(gòu)SCM435鋼在室溫下主要是貝氏體，同時它也有一個小的鐵素體，珠光體，馬氏體。 在原奧氏體晶近似(jn s)25微米。所有的測試材料加工成8

5、15毫米圓柱試樣，然后放到一個MMS-200機熱壓縮模擬。壓縮實驗下進(jìn)行恒溫，恒應(yīng)變速率，與預(yù)先設(shè)定的溫度和變形速率從自動控制系統(tǒng)。溫度上升率設(shè)定為20 K /秒。保存設(shè)置為5分鐘在1 473 K，則溫度冷卻下來，10 K / S，又增加服用壓縮測試前10秒保存。在實際中，變形溫度為通常1 323-1 023 K，這樣的溫度設(shè)定為1 023，1 123，1 223和1 323 K的測試，應(yīng)變?yōu)?.01，0.1和1 s-1的速率。3 結(jié)果與討論 如從兩個加工硬化，其結(jié)果在高溫下變形動態(tài)軟化，真正的發(fā)辮 - 應(yīng)變曲線可以被分類動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶4,5。該SCM435鋼的真應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線示于在

6、不同的應(yīng)變速率和變形圖2下溫度。動態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生發(fā)生在較高的溫度或低應(yīng)變速率。這是因為，軟化，需要時間。如果變形率是高的，不會有足夠的時間對谷物生長。與此相反，晶粒將給出足夠的時間低應(yīng)變速率下生長，導(dǎo)致動態(tài)再結(jié)晶。動態(tài)的影響重結(jié)晶變形溫度和 應(yīng)變速率是相似的。糧食的驅(qū)動力 增長得到更大更高的溫度下，使 動態(tài)再結(jié)晶更容易出現(xiàn)。 當(dāng)應(yīng)變速率為1秒1，峰值應(yīng)力不 出現(xiàn)了1023 K的變形溫度下 應(yīng)變形式00.5。為了減小誤差，所以 該數(shù)據(jù)被忽略。 動態(tài)4的動力學(xué)模型 再結(jié)晶 動態(tài)再結(jié)晶4.1計算 活化能 按照雙曲正弦函數(shù) 方程包括變形(bin xng)激活能Q和 其中提出由塞拉斯和Tegart溫度

7、T 高溫塑性變形下的6， 流變應(yīng)力，應(yīng)變速率(sl)和之間的相關(guān)性 溫度可由式表示： 其中，F(xiàn)（）為應(yīng)力的功能。低應(yīng)力， 高應(yīng)力和任意應(yīng)力分別為 由冪函數(shù)，指數(shù)函數(shù)表示(biosh) 和雙曲正弦函數(shù)。其次是他們的 數(shù)學(xué)表達(dá)式： 其中，應(yīng)變率（S1）; R為氣體常數(shù)， 這是8.314 J /（摩爾K）; T是熱力學(xué) 溫度（K）; Q為熱激活能 變形量（千焦/摩爾）; 為峰值應(yīng)力（兆帕）;A，N， N1，和是材料常數(shù)，特別是=/n1。 據(jù)齊納C和所做的研究 Hollomon H，應(yīng)變速率由過程控制 在高溫塑料的熱活化變形。應(yīng)變率之間的相關(guān)性 和溫度可以通過(tnggu)參數(shù)Z為被表達(dá) 如下(rxi

8、)7： 其中(qzhng)，Z為補償應(yīng)變速率的因素 與溫度。在指定的溫度下， 冪函數(shù)（低應(yīng)力）和指數(shù)函數(shù) （高應(yīng)力）投入到方程。 （1），分別與 當(dāng)Q是不相干到T的結(jié)論可以得到 如下： 其中，B和C是材料常數(shù)無關(guān) 到T通過利用對數(shù)的兩側(cè)在方程。 （4）和（5）中， 分別是如下的結(jié)果可以得到： 然后代以真實的實驗數(shù)據(jù) 應(yīng)力 - 應(yīng)變?nèi)敕匠?相應(yīng)的 -LN和ln-LN的功能和曲線可再 導(dǎo)出。他們兩人都是線性模型。 斜率推導(dǎo)出通過使用最小二乘 線性回歸的方法，如圖圖3（a）和 3（b）所示。然后，斜坡采取互惠和平均， 與結(jié)果=0.04835兆帕-1，N1=7.7455和 =0.00624兆帕-1。

9、對于所有的壓力情景，方程（1）也可以 表示為， 通過取對數(shù)方程的兩側(cè)（8），該 下面的結(jié)果然后可以得到 從方程（9結(jié)論可以得出這 線性相關(guān)性是同時適用于LN雙曲正弦（）-LN 和LN的sinh（）-T1。圖3（c）和3（d）是其結(jié)果 線性擬合。相應(yīng)的參數(shù)可以是 然后計算，得到N =5.7613，Q =308.066千焦/摩爾。 攔截Q /（NRT）-LNA/ n可以從以下地址獲得 圖3（c）中，然后得到A =1.94681012 s1。參數(shù)本構(gòu)方程為SCM435鋼都顯示在表1中 4.2測定的臨界應(yīng)變?yōu)?動態(tài)再結(jié)晶 一般來說，經(jīng)驗公式C=0.83P施加確定的臨界應(yīng)變C 動態(tài)再結(jié)晶。然而，結(jié)果 有

10、時會觀察到的差異，從實際 值。一個更好的方法可以采用數(shù) 通過觀察動態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù) 從淬火試樣直接金相。 但是，在再結(jié)晶晶粒，有時難以 從原來的那些區(qū)分開來。因此，當(dāng)動態(tài) 再結(jié)晶分?jǐn)?shù)達(dá)到一定的量， 從驟冷樣品的組分(zfn)比更高 真正的價值。和金相的這種方法需要 太多的工作量。另一種間接的方法使用 應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線，以取代定量金相 用于獲得動態(tài)再結(jié)晶的分?jǐn)?shù) 在熱壓縮模擬測試。該方法具有 被應(yīng)用到不同的合金，以及具有可靠性也 一直置信RMED8,9。 由此，Origin軟件是用來做七多項式平滑，以消除噪音錯誤的測試曲線上。擬合曲線示于圖4。 0是DEFI定義為應(yīng)力在點=在0.02FL OW應(yīng)力曲

11、線。在圖4上部曲線recov代表結(jié)果由動態(tài)回復(fù)的獨奏效果，并且被視為本加工硬化曲線時再結(jié)晶不會發(fā)生(fshng)。并且它可以導(dǎo)出從硬化行為超前的臨界應(yīng)變;下面的曲線是DRX的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線動態(tài)再結(jié)晶和動態(tài)回復(fù)。 C和C分別代表的臨界應(yīng)變和動態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)力。 P和P分別為峰值應(yīng)力和其相應(yīng)的應(yīng)變。 ss是一個穩(wěn)定的壓力，而ss顯示最小應(yīng)變達(dá)到穩(wěn)定的壓力。應(yīng)變硬化率和之間的-曲線流動應(yīng)力1014，可以通過擬合可以再繪制圖4中的動態(tài)再結(jié)晶FL OW應(yīng)力曲線，如圖5所示，在其中=D/ SHI值d。該-曲線大致可分為4個階段，從圖5：在第一節(jié)是一條直線，對應(yīng)于線性硬化階段，涵蓋了從一開始變形到子晶

12、體的形成;此后(c hu)，動態(tài)恢復(fù)速度減慢，并且斜率曲線逐漸下降的，告訴變形為 線性強化期;動態(tài)再結(jié)晶 階段（III）的發(fā)生是由于流動應(yīng)力或應(yīng)變達(dá)到 臨界值。然后應(yīng)變硬化率下降 很快，并與在=0表示軸交叉點 峰值應(yīng)力P。飽和壓力sat定義 交叉點的值，其中擴展名從 臨界點打=0（在科幻GURE的虛線）。該 然后系統(tǒng)進(jìn)入到第四階段為跨過 峰值應(yīng)力。 通過使用應(yīng)變硬化之間的-曲線 率和FL OW應(yīng)力5所示，差動彎曲 D/D然后可以(ky)繪制。 C的精確值可以是 從圖6中的INFL撓度點精確地計算，其中，d2/d2=0 表2包含臨界應(yīng)力的比值和 峰值應(yīng)力為SCM435鋼的再結(jié)晶 溫度和應(yīng)變的不同

13、條件下率，這是精確地從所計算的D-D曲線求解過程類似于圖6。 根據(jù)臨界應(yīng)力和峰值應(yīng)力，該 相應(yīng)的臨界應(yīng)變與峰值應(yīng)變率 可以得出，如表3所示。圖7示出了 臨界應(yīng)力，峰值應(yīng)力之間的相關(guān)性 應(yīng)變溫度補償系數(shù)Z 率，其獲得來自回歸(hugu)分析，通過 方程（3）。類似地，根據(jù)臨界應(yīng)變和峰值應(yīng)變，相應(yīng)的臨界應(yīng)力和峰值 能夠得到應(yīng)力。臨界之間的相關(guān)性 也可以得到應(yīng)變，峰值應(yīng)變和系數(shù)Z 通過回歸分析，如在圖8所示。如圖7所示，與圖8中，系數(shù)Z （變形溫度，應(yīng)變速率）和應(yīng)變 將完全確定的發(fā)生 動態(tài)再結(jié)晶。三種狀態(tài)奧氏體是 在該圖中，即加工硬化總結(jié) 局部動態(tài)再結(jié)晶和完全 動態(tài)再結(jié)晶。如圖7所示，兩 臨界應(yīng)力和

14、峰值應(yīng)力與逐漸增加 系數(shù)Z的增加而因子Z是科幻XED，如圖8所示，金屬容易有動態(tài) 再結(jié)晶的應(yīng)變變大。但是(dnsh)，當(dāng) 該菌株是固定的系數(shù)Z的增加，動態(tài) 再結(jié)晶的SCM435鋼在科幻RST下降，但 后來增加。這可能是由于不一致的影響s 所構(gòu)成因子Z，當(dāng)變形溫度或 應(yīng)變率的變化。 動態(tài)4.3動力學(xué)行為 再結(jié)晶 使用X來表示動態(tài)再結(jié)晶 體積分?jǐn)?shù)?；趧恿W(xué)理論， 動態(tài)體積分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性 再結(jié)晶的X和應(yīng)變可以表示 通過Avrami方程15 其中，k為Avrami常數(shù)(chngsh)，m為阿夫拉米 指數(shù)，而t是動態(tài)的時間長度 再結(jié)晶（T=（C）/）。 為了避免人為因素的干擾 在傳統(tǒng)的觀察金相試樣，

15、 應(yīng)力的函數(shù)被用來表示動態(tài) 再結(jié)晶體積(tj)分?jǐn)?shù)，并表達(dá) 應(yīng)力是由動態(tài)回復(fù)曲線得出 recov通過位錯密度(md)的相關(guān)性 應(yīng)力17,18，其示于式（11）。該方法有復(fù)雜的假設(shè)和繁瑣的過程， 它失敗在建立理想的淬火應(yīng)力 曲線SCM435鋼?；谶@樣一個事實，方程（12） 采用的文件確定動態(tài) 再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)與張力。 其中，0為初始應(yīng)力，r是一個參數(shù) 與動態(tài)恢復(fù)的曲線圖案。 進(jìn)一步推導(dǎo)可以從方程進(jìn)行。 X和T的擬合科幻情節(jié)在如圖9所示 950變形溫度和應(yīng)變速率 的0.01秒1。不同變形多件 情況表明，Avrami指數(shù)為 SCM435鋼是1.35505。如圖10所示，本 隨著遞增的Avrami常數(shù)

16、減小 溫度，但隨著應(yīng)變速率變 高。在比較中，應(yīng)變速率把一個更重要 上的Avrami常數(shù)比變形INFL uence 溫度。因為當(dāng)應(yīng)變速率低， 例如(lr)0.01秒1或0.1秒1，常數(shù)(chngsh)k也沒有(mi yu) 顯著的變化;當(dāng)應(yīng)變速率變到高 1秒1，價值LNK加緊只是一個小的遞減0.63 從850到1050。5 結(jié)論(jiln) 峰值應(yīng)力的本構(gòu)方程高溫下SCM435鋼成立由雙曲正弦(zhngxin)形式。從結(jié)果回歸分析表明，活化能熱變形為308.066千焦/摩爾。關(guān)鍵應(yīng)變C正是利用-曲線確定。臨界應(yīng)變之間的經(jīng)驗關(guān)系，峰值應(yīng)變，臨界應(yīng)力，峰值應(yīng)力和系數(shù)Z為SCM435鋼成立。二）動態(tài)的

17、阿夫拉米動力學(xué)方程從獲得的再結(jié)晶鋼SCM435的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線。 Avrami指數(shù)m為進(jìn)一步抽象，即1.355。該阿夫拉米常數(shù)會隨著溫度的增加減少沿，但隨應(yīng)變速率的增加量增加。不像瑣碎的影響造成了變形溫度，應(yīng)變率具有更大的影響力到阿夫拉米不變。的阿夫拉米之間的相關(guān)性常數(shù)和應(yīng)變率，然后得到的，顯示為LNK = 2.4381參考文獻(xiàn)1何曉明，俞重汽，來新民。方法預(yù)測FL OW熱變形研究J StressConsidering動態(tài)再結(jié)晶。 COMPUT。母校(mxio)?？茖W(xué)，2008，44：760-7642沙班M，奧氏體動態(tài)的Eghbali B.表征下一個微合金鋼不同的Z參數(shù)再結(jié)晶J。學(xué)者母校(

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