第3期 陈振湘等：T91钢的高温塑性变形及动态再结晶行为 ·301· 0.6 05 40 0.4 38 03 0.2 34 0.1 -1.0 0.500.5 1.0 Insinh(ao)] 33 14 37 38394041 图4Z参数与峰值应力的关系 Fig.4 Relationship between Z parameter and peak flow stress 图591钢的动态再结品图 Fig.5 Dynamic recrystallization state of T91 steel (C-Mn =392.6 kJ-mol-). m=a(Ino)/a(In ) (9) 2.2动态再结晶图 在不同变形条件下的峰值应变、临界应变和稳 加工图是加工变量空间（应变速率，温度）中功 率耗散图与失稳图的叠印图 态应变可分别表示为Epe.和&·其中，E.和ep分别 功率耗散图代表材料显微组织改变时功率的耗 为动态再结晶开始和达到稳定状态的临界应变，二 者间关系@为 散，其变化率可用反映材料的功率耗散特征参数) (量纲为1)来表示，其定义式)如下： ee=0.833Ep (7) 表2为在不同变形条件下的6.6.和e,值.根 (10) 据表2可绘出该钢的动态再结晶图，见图5.根据发 失稳图是根据不可拟热力学极值原理，用量纲 生动态再结晶(e>s)和完全动态再结晶(e>E.) 为1的参数：()表示大塑性流变时的连续失稳能 的条件可知，图5中A区为完全再结晶区，B区为部 耗图，其判据如下： 分再结晶区，C区为未发生动态再结晶区，即加工硬 化区四 g(e)=nm/(m+1)], +m. (11) aln 表2不同变形条件下试样的&。E和6，值 当(()<0时，为非稳态流变 Table 2and s.values of specimens in different deformation con- 将功率耗散图与失稳图重叠就可获得加工图 ditions 应用热加工图来分析91钢的加工性能不仅可以优 变形温度/℃应变速率/s1 Be E。 化加工工艺而且可以避免流变不稳定区域.91钢 0.01 0.29330.244320.5015 1100 在真应变为0.7时的加工图如图6所示.由图可 0.1 0.29500.24574 0.5588 知，应变速率大于0.1s1的区域为流变失稳区，即 0.01 0.1862 0.155100.3973 1150 21% 0.1 0.24250.202000.5314 24 0.01 0.1128 0.09396 0.3575 27% 1200 0.1 0.23320.194260.5695 1 0.32490.27064 0.4522 0.01 0.15350.127870.4971 30% 17% 33% 1250 0.1 0.20040.166930.4717 36% 39% 2% 1 0.31360.26123 0.5642 30% 58% 5% 2.3加工图 57 36% 在一定的温度和应变下，热加工工件所受的应 39% 60 力σ与应变速率存在如下动态关系： 1160 1180 1200 1220 1240 温度℃ =Kgm. (8) 式中：K为应变速率为1s时的流变应力：m为应 图6191钢高温变形时的加工图 变速率敏感因子，可表达为☒ Fig.6 Processing map of T91 steel obtained at high temperature第 3 期 陈振湘等: T91 钢的高温塑性变形及动态再结晶行为 图 4 Z 参数与峰值应力的关系 Fig． 4 Relationship between Z parameter and peak flow stress ( C--Mn 钢 Q = 392. 6 kJ·mol － 1 ) ． 2. 2 动态再结晶图 在不同变形条件下的峰值应变、临界应变和稳 态应变可分别表示为 εp、εc和 εs． 其中，εc和 εp分别 为动态再结晶开始和达到稳定状态的临界应变，二 者间关系［10］为 εc = 0. 833εp ． ( 7) 表 2 为在不同变形条件下的 εp、εc和 εs值． 根 据表 2 可绘出该钢的动态再结晶图，见图 5． 根据发 生动态再结晶( ε ＞ εc ) 和完全动态再结晶( ε ＞ εs ) 的条件可知，图 5 中 A 区为完全再结晶区，B 区为部 分再结晶区，C 区为未发生动态再结晶区，即加工硬 化区［11］． 表 2 不同变形条件下试样的 εp、εc和 εs值 Table 2 εp、εc and εs values of specimens in different deformation con￾ditions 变形温度/℃ 应变速率/s － 1 εp εc εs 1 100 0. 01 0. 293 3 0. 244 32 0. 501 5 0. 1 0. 295 0 0. 245 74 0. 558 8 1 150 0. 01 0. 186 2 0. 155 10 0. 397 3 0. 1 0. 242 5 0. 202 00 0. 531 4 0. 01 0. 112 8 0. 093 96 0. 357 5 1 200 0. 1 0. 233 2 0. 194 26 0. 569 5 1 0. 324 9 0. 270 64 0. 452 2 0. 01 0. 153 5 0. 127 87 0. 497 1 1 250 0. 1 0. 200 4 0. 166 93 0. 471 7 1 0. 313 6 0. 261 23 0. 564 2 2. 3 加工图 在一定的温度和应变下，热加工工件所受的应 力 σ 与应变速率ε ·存在如下动态关系: σ = K ε ·m ． ( 8) 式中: K 为应变速率为 1 s － 1 时的流变应力; m 为应 变速率敏感因子，可表达为［12］ 图 5 T91 钢的动态再结晶图 Fig． 5 Dynamic recrystallization state of T91 steel m = ( lnσ) / ( ln ε ·) ． ( 9) 加工图是加工变量空间( 应变速率，温度) 中功 率耗散图与失稳图的叠印图． 功率耗散图代表材料显微组织改变时功率的耗 散，其变化率可用反映材料的功率耗散特征参数 η ( 量纲为 1) 来表示，其定义式［13］如下: η = 2m m + 1 ． ( 10) 失稳图是根据不可拟热力学极值原理，用量纲 为 1 的参数 ζ( ε ·) 表示大塑性流变时的连续失稳能 耗图，其判据［14］如下: ζ( ε ·) = ln［m /( m + 1) ］ ln ε · + m． ( 11) 当 ζ( ε ·) ＜ 0 时，为非稳态流变． 图 6 T91 钢高温变形时的加工图 Fig． 6 Processing map of T91 steel obtained at high temperature 将功率耗散图与失稳图重叠就可获得加工图． 应用热加工图来分析 T91 钢的加工性能不仅可以优 化加工工艺而且可以避免流变不稳定区域． T91 钢 在真应变为 0. 7 时的加工图如图 6 所示． 由图可 知，应变速率大于 0. 1 s － 1 的区域为流变失稳区，即 ·301·