HG785钢动态再结晶与应变诱导析出行为的研究

摘要

高强度焊接结构钢由于具有高强度、优异的焊接性能等特性，而被广泛应用于大型工程机械和煤矿机械中。随着经济市场竞争日益激烈，利用Ti替代昂贵的Nb生产新型高钛高强度焊接结构钢HG785钢，成为钢铁企业发展的主要趋势。对HG785钢的动态再结晶及应变诱导析出行为进行研究，有助于完善微合金化理论，具有重要的理论意义，此外，还能为实际生产过程中轧制工艺的制定提供实验依据。
　　本文利用Gleeble1500型热模拟实验机，采用单向压缩的方式，通过控制变形温度、变形量、应变速率和等温弛豫时间，研究不同实验参数对HG785钢动态再结晶与应变诱导析出行为的影响；利用OM和SEM观察奥氏体动态再结晶晶粒；利用TEM和EDS分析析出相与位错，讨论了高Ti对动态再结晶与应变诱导析出行为的影响，分析了应变诱导析出与动态再结晶的关系。
　　系统地研究了变形温度、应变速率和变形量对HG785钢动态再结晶行为的影响，发现HG785钢的动态再结晶行为受到强烈抑制。实验钢在850℃~1100℃以1 s-1的应变速率变形30％时，仅产生加工硬化；只有当变形温度提升到1100℃~1150℃，应变速率降低至0.01 s-1~0.1 s-1，同时变形量达到或超过60%时，奥氏体晶粒才能发生完全动态再结晶。
　　根据Jonas的双曲线模型，构建了描述HG785钢高温变形行为的热变形方程：此处公式省略依据该热变形方程，可进行变形温度、应变速率和应力之间关系的定量计算。根据 Zener-Hollomon理论，计算得到了Z因子模型：此处公式省略依据Z因子模型，绘制了HG785钢的动态再结晶图，有助于正确地制定用于实际生产的轧制工艺。
　　根据不同变形温度条件下的应力松弛实验结果，绘制了HG785钢的P-T-T曲线，P-T-T曲线呈典型的“C”形，鼻尖温度为940℃，表明HG785钢在940℃轧制时，析出相开始析出的时间最短。绘制了HG785钢的析出动力学曲线，析出动力学曲线呈典型”S”型，依据析出动力学曲线可获得析出相等温弛豫不同时间后的体积分数。
　　研究了变形量和等温弛豫时间对应变诱导析出行为的影响，发现变形量为60%时的析出相比变形量为40%时的析出相数量多，尺寸小；等温弛豫16 min后的析出相比等温弛豫1 min后的析出相数量少，尺寸大；采用60%的大变形量，1 min短的等温弛豫时间，能够得到多而细小的(Ti, Nb)(C, N)析出相。

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第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 动态再结晶行为

1.3 应变诱导析出行为

1.4 研究内容与意义

第2章 试验材料及研究方法

2.1 试验材料成分及特点

2.2 试验内容及方法

第3章 HG785钢动态再结晶行为

3.1 真应力-真应变曲线

3.2 金相组织观察

3.3 亚结构观察

3.4 试验结果分析

3.5 讨论

3.6 本章小结

第4章 HG785钢应变诱导析出行为

4.1 应力松弛曲线

4.2 P-T-T曲线

4.3 析出动力学曲线

4.4 显微组织演变规律

4.5 析出相演变规律

4.6 试验结果分析

4.7 讨论

4.8 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士期间发表的论文和申请的专利

附录2 攻读硕士期间参加的科研项目