基于CSP工艺合金工具钢75Cr1再结晶研究及组织预报

摘要

75Cr1钢是一种比较常见的高碳合金工具钢，具有较高的强度、硬度、淬透性以及超高的耐磨性，主要用于制造各种高精度切割锯片和一些小型工具，如超薄排切锯片、剃刀、冲头等。目前，越来越多的钢铁企业开始探究基于CSP工艺生产中高碳合金钢的技术，因为它能有效地缓解传统流程生产中出现的成分偏析、表面脱碳、质量欠佳等问题。因此，本文以武钢CSP工艺生产的75Cr1钢为研究对象，通过对其进行单道次和双道次压缩热模拟实验，探究不同变形参数对75Cr1钢再结晶的影响规律，并建立一系列预测模型。利用课题组开发的模拟软件，分析75Cr1钢在不同工艺参数下的热轧组织演变规律。
　　本文主要研究成果如下:
　　(1)根据75Cr1钢在不同变行温度和不同变形速率下的单道次压缩实验的应力-应变曲线和原始奥氏体金相组织图，分析了不同变形参数对75Cr1钢动态再结晶的影响规律。结果表明:在高温低速率下，75Cr1钢的动态再结晶较容易发生。
　　(2)根据单道次压缩实验的数据，计算得出75Cr1 Z参数方程，并建立了动态再结晶临界应变模型、动态再结晶动力学方程、高温奥氏体区流动应力模型和动态再结晶晶粒尺寸模型，且模型拟合效果均较好。
　　(3)根据75Cr1钢在不同变形温度、不同应变量和不同变形速率下的双道次压缩实验的应力-应变曲线，计算出各试样的静态再结晶软化率。根据计算结果探讨了不同变形参数对75Cr1钢静态再结晶的影响规律，并建立了静态再结晶动力学模型。分析结果表明:变形温度、变形程度、变形速率和间隔时间的增加都有利于静态再结晶的发生。
　　(4)运用课题组开发的模拟软件，研究了75Cr1在不同成品规格、不同铸坯晶粒尺寸、不同精轧入口温度和不同压下量下的热轧组织演变规律。分析表明:该软件的模拟结果符合静态和动态再结晶的基本规律，与实际生产情况较吻合。
　　通过本文研究，旨在为武钢CSP热轧工艺参数的设定和优化提供理论依据，并为现场生产提供组织预报。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 合金工具钢的发展现状

1．2．1 刃具用钢

1．2．2 模具用钢

1．2．3 量具用钢

1．3 CSP工艺的发展及特点

1．3．1 CSP工艺的发展现状

1．3．2 CSP工艺的特点

1．4 动态再结晶

1．4．1 动态再结晶应力-应变曲线

1．4．2 动态再结晶影响因素

1．4．3 热变形过程中流动应力模型

1．4．4 动态再结晶动力学模型

1．5 静态再结晶

1．5．1 静态再结晶的影响因素

1．5．2 静态再结晶动力学模型

1．6 课题研究内容及意义

第二章 实验材料与方案

2．1 实验材料

2．2 动态再结晶实验方案

2．3 静态再结晶实验方案

第三章 动态再结晶实验结果分析

3．1 动态再结晶应力-应变曲线

3．1．1 变形温度对动态再结晶的影响

3．1．2 变形速率对动态再结晶的影响

3．2 不同变形条件下的原始奥氏体组织形貌

3．3 z参数方程的建立

3．4 动态再结晶模型的建立

3．4．1 动态再结晶临界应变模型

3．4．2 动态再结晶百分数模型

3．4．3 高温奥氏体区流动应力模型

3．4．4 动态再结晶晶粒尺寸模型

3．5 本章小结

第四章 静态再结晶实验结果分析

4．1 静态再结晶软化率的计算

4．2 静态再结晶应力-应变曲线

4．2．1 变形温度对静态再结晶的影响

4．2．2 变形程度对静态再结晶的影响

4．2．3 变形速率对静态再结晶的影响

4．3 静态再结晶动力学方程

4．3．1 静态再结晶变形激活能的确定

4．3．2 t0．5方程各系数的确定

4．3．3 系数k的确定

4．4 本章小结

第五章 75Cr1钢热轧过程组织预报

5．1 VB模拟软件介绍

5．2 不同工艺参数下的热轧组织预报

5．2．1 不同成品规格的热轧组织预报

5．2．2 不同铸坯晶粒尺寸的热轧组织预报

5．2．3 不同精轧入口温度的热轧组织预报

5．2．4 不同压下量的热轧组织预报

5．3 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目