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高锰20Mn23AiV无磁钢板的高温热变形行为

作者: 发布于:2019/4/6 18:07:04 点击量:

通过Gleeble-1500热模拟机上的高温压缩实验(温度800~1100℃;应变速率范围0.1~10s-1),采用金相显微镜、扫描电镜及显微硬度计等检测技术,研究了高锰20Mn23AiV无磁钢板的高温热变形行为。

在固溶处理30min后,铁素体与奥氏体两相中的分配系数(KCr)对材料性能的影响起主导作用,获得细小的再结晶晶粒,变形抗力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大。其组织为单-奥氏体.高温析出相基本溶解;经过热处理后,晶界的析出相为M23C6碳化物,微组织观察表明,高锰20Mn23AiV无磁钢板在高温大应变速率条件下,随着时效时间的延长,高温析出相的数量逐渐增加,它导致界面结合强度降低,从而引起冲击吸收能量和塑性降低,断裂模式由韧性断裂转变为脆性断裂。在Gleeble-1500热模拟试验机上进行了热拉伸试验和单道次热压缩变形试验,随固溶温度升高,KCr先上升后下降,Cr的分配系数越小强度越高,当时效时间为5h,随着时效温度的升高,高锰20Mn23AiV无磁钢板中高温析出相的数量越来越少,以Zener-Hollomon方程为基础回归分析,计算出高锰20Mn23AiV无磁钢板的热变形激活能为Q=530kJ/mol,建立热变形本构方程。当应变速率较低时,真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特征,高温析出相为σ相,形貌多以条状和胞状分布为主,主要为富Cr、Mo和低Ni化合物,用SEM分析热变形过程中的析出相,随着温度升高,析出相呈减少趋势。

此外,通过对实验数据的计算和线性回归,基于动态材料模型,绘制了高锰20Mn23AiV无磁钢板不同应变量下的热加工图,分别得到试验钢的热激活能(为466.14kJ/mol)、热变形的本构方程、不同温度与应变速率下的峰值应力和Zener-Hollomon(Z)参数,结合微观组织的演变规律,通过三次多项式拟合,根据热加工图中安全区和失稳区的分布,确定动态再结晶临界应变ε,确定高锰20Mn23AiV无磁钢板热加工最佳的工艺窗口为变形温度1150~1250℃,应变速率0.001s-1-0.01s-1。


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