·972· 工程科学学报，第38卷，第7期 部的急剧细化很容易形成绝热剪切带等缺陷：在平稳 龙江治金，2001(2)：1) 变形区1050℃、0.1s1下变形动态再结晶比较充分， 2] Wang Y M,Yin J M,Hao L P,et al.Austenite continuous cool- 再结晶晶粒均匀呈等轴状，但是晶粒尺寸较大，证明晶 ing transformation curve of SAE8620H steel.Ordnance Mater Sci 粒已经发生一定程度的长大.真应变0.916变形时， Eng,2010,33(3):85 (王伊敏，尹嘉明，郝丽萍，等.SAE8620H钢奥氏体连续冷 失稳区950℃、10s1下变形，动态再结晶并不彻底，晶 却转变曲线.兵器材料科学与工程，2010,33(3)：85) 粒很不均匀，细小的形核密集，有的大晶粒还未发生完 B] Li X D.Research on carburizing process for material 全再结晶，这种变形不均匀性易产生内部缺陷，从而导 SAE8620RH.Automob Technol,2008(10):59 致变形失稳：而在平稳变形区1050℃、10s下变形 (李晓东.SAE8620RH材料渗碳工艺研究.汽车技术，2008 时，已经基本发生完全动态再结晶，由于应变速率大， (10):59) 晶粒来不及长大，最终晶粒细小均匀.从以上分析可 4]Li Y M,Gong N G.Hot deformation behaviour and processing maps of Cr20Ni80 electrothermal alloy.Chin J Eng,2015,37 以看出，温度、变形程度和应变速率都会影响动态再结 (10):1338 晶的进行，当能量足够时高应变速率易于获得均匀细 (李亚敏，龚乃国.电热合金C20N80的热变形行为及热加 小的晶粒 工图.工程科学学报，2015,37(10)：1338) 热加工图的建立对确定热成形参数具有指导意 [5]Chen HO,Bai J X,Oi H P,et al.Establishment of hot process- 义.一般认为，功率耗散因子表示微观组织演变需要 ing maps and hot ring rolling process of 42CrMo steel.J Mech 的能量比例，当耗散因子在0.3~0.4时有利于发生动 Eng,2014,50(16):89 (陈慧琴，柏金鑫，齐会萍，等.42CMo钢热加工图的建立与 态再结晶.从上述分析可知，SAE8620H齿轮钢在变形 热辗扩成形工艺.机械工程学报，2014,50(16)：89) 程度较小时，宜选取低的应变速率进行成形，而在变形 6] Kang F W.Zhou J.Wang Z W,et al.Constitutive equation and 程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变 hot processing maps of Al-5Ti-B master alloy.Rare Met,2015. 速率。 doi:10.1007/s1259801404269 7]Sui F L,Xu L X,Chen L Q,et al.Processing map for hot work- 4结论 ing of Inconel 718 alloy.Mater Process Technol,2011,211 (1)SAE8620H齿轮钢的流变应力随着变形温度 (3):433 的升高和变形速率的降低而减小，在高温、低应变速率 Wei H L,Liu G Q.Xiao X,et al.Hot deformation behavior of a new microalloyed C-Mn-Al high strength steel.J Unir Sci 下流动应力呈现比较典型的动态再结晶软化特征，在 Technol Beijing,2014,36(1)48 低温、高应变速率下变形过程中动态回复起主要作用. (魏海莲，刘国权，肖翔，等.新型微合金化C-M一Al高强度 (2)SAE8620H齿轮钢的流变应力符合双曲正弦 钢的热变形行为.北京科技大学学报，2014,36(1)：48) 模型，推导其热变形激活能Q为280359.9J·mol-,建 9]Zhang JQ.Analysis of Processing Map Theory and the Implementa- 立其本构方程为 tion of Processing Map Technology [Dissertation].Shenyang: e=1.7423×10"[sinh(0.01044o)]457. Northeastem University,2010 exp（-280359.9/RT) (张敬奇.加工图理论研究与加工图技术的实现[学位论文] 沈阳：东北大学，2010) (3)构建了SAE8620H齿轮钢在变形温度950~ [10]Xiang S,Tan ZL.Liang Y L Processing map analysis of Nb- 1100℃，应变速率0.01~10s,真应变0.511和 V-Ti low carbon microalloyed steel based on Murty criterion. 0.916情况下的热加工图，为制定该合金钢热加工工 Trans Mater Heat Treat,2013,34(Suppl 2):243 艺提供了理论依据：SAE8620H钢在在变形程度较小 (向嵩，潭智林，梁益龙.基于Mury流变失稳判据的Nb一V一 时，宜选取低的应变速率进行成形，而在变形程度大时 雪低碳微合金钢加工图分析.材料热处理学报，2013,34 则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率 (增刊2)：243) [11]Zhou J,Li Z K,Zhang JJ,et al.A numerical computation 参考文献 method for hot processing map based on Matlab.Chin Rare [Xu Y M,Fu C,Qiao Z.Development of heavy duty automobile Mt,2007,31(Suppl2):49 gear steel 8620H.Heilongjiang Metall,2001(2):1 (周军，李中奎，张建军，等.基于Matlab的热加工图的数 (徐咏梅，付才，乔世章.重载汽车齿轮钢8620H的研制.黑 值构造方法.稀有金属，2007,31（增刊2）：49)工程科学学报，第 38 卷，第 7 期 部的急剧细化很容易形成绝热剪切带等缺陷; 在平稳 变形区 1050 ℃、0. 1 s － 1下变形动态再结晶比较充分， 再结晶晶粒均匀呈等轴状，但是晶粒尺寸较大，证明晶 粒已经发生一定程度的长大． 真应变 0. 916 变形时， 失稳区 950 ℃、10 s － 1下变形，动态再结晶并不彻底，晶 粒很不均匀，细小的形核密集，有的大晶粒还未发生完 全再结晶，这种变形不均匀性易产生内部缺陷，从而导 致变形失稳; 而在平稳变形区 1050 ℃、10 s － 1 下变形 时，已经基本发生完全动态再结晶，由于应变速率大， 晶粒来不及长大，最终晶粒细小均匀． 从以上分析可 以看出，温度、变形程度和应变速率都会影响动态再结 晶的进行，当能量足够时高应变速率易于获得均匀细 小的晶粒． 热加工图的建立对确定热成形参数具有指导意 义． 一般认为，功率耗散因子表示微观组织演变需要 的能量比例，当耗散因子在 0. 3 ～ 0. 4 时有利于发生动 态再结晶． 从上述分析可知，SAE8620H 齿轮钢在变形 程度较小时，宜选取低的应变速率进行成形，而在变形 程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变 速率． 4 结论 ( 1) SAE8620H 齿轮钢的流变应力随着变形温度 的升高和变形速率的降低而减小，在高温、低应变速率 下流动应力呈现比较典型的动态再结晶软化特征，在 低温、高应变速率下变形过程中动态回复起主要作用． ( 2) SAE8620H 齿轮钢的流变应力符合双曲正弦 模型，推导其热变形激活能 Q 为 280359. 9 J·mol － 1，建 立其本构方程为 ε · = 1. 7423 × 1011［sinh ( 0. 01044σ) ］4. 587· exp ( － 280359. 9 /ＲT) ． ( 3) 构建了 SAE8620H 齿轮钢在变形温度 950 ～ 1100 ℃，应 变 速 率 0. 01 ～ 10 s － 1，真 应 变 0. 511 和 0. 916 情况下的热加工图，为制定该合金钢热加工工 艺提供了理论依据: SAE8620H 钢在在变形程度较小 时，宜选取低的应变速率进行成形，而在变形程度大时 则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率． 参 考 文 献 ［1］ Xu Y M，Fu C，Qiao S Z． Development of heavy duty automobile gear steel 8620H． Heilongjiang Metall，2001( 2) : 1 ( 徐咏梅，付才，乔世章． 重载汽车齿轮钢 8620H 的研制． 黑 龙江冶金，2001( 2) : 1) ［2］ Wang Y M，Yin J M，Hao L P，et al． Austenite continuous cool￾ing transformation curve of SAE8620H steel． Ordnance Mater Sci Eng，2010，33( 3) : 85 ( 王伊敏，尹嘉明，郝丽萍，等． SAE8620H 钢奥氏体连续冷 却转变曲线． 兵器材料科学与工程，2010，33( 3) : 85) ［3］ Li X D． Ｒesearch on carburizing process for material SAE8620ＲH． Automob Technol，2008( 10) : 59 ( 李晓东． SAE8620ＲH 材料渗碳工艺研究． 汽车技术，2008 ( 10) : 59) ［4］ Li Y M，Gong N G． Hot deformation behaviour and processing maps of Cr20Ni80 electrothermal alloy． Chin J Eng，2015，37 ( 10) : 1338 ( 李亚敏，龚乃国． 电热合金 Cr20Ni80 的热变形行为及热加 工图． 工程科学学报，2015，37( 10) : 1338) ［5］ Chen H Q，Bai J X，Qi H P，et al． Establishment of hot process￾ing maps and hot ring rolling process of 42CrMo steel． J Mech Eng，2014，50( 16) : 89 ( 陈慧琴，柏金鑫，齐会萍，等． 42CrMo 钢热加工图的建立与 热辗扩成形工艺． 机械工程学报，2014，50( 16) : 89) ［6］ Kang F W，Zhou J，Wang Z W，et al． Constitutive equation and hot processing maps of Al--5Ti--1B master alloy． Ｒare Met，2015． doi: 10． 1007 / s12598-014-0426-9 ［7］ Sui F L，Xu L X，Chen L Q，et al． Processing map for hot work￾ing of Inconel 718 alloy． J Mater Process Technol，2011，211 ( 3) : 433 ［8］ Wei H L，Liu G Q，Xiao X，et al． Hot deformation behavior of a new microalloyed C-- Mn-- Al high strength steel． J Univ Sci Technol Beijing，2014，36( 1) : 48 ( 魏海莲，刘国权，肖翔，等． 新型微合金化 C--Mn--Al 高强度 钢的热变形行为． 北京科技大学学报，2014，36( 1) : 48) ［9］ Zhang J Q． Analysis of Processing Map Theory and the Implementa￾tion of Processing Map Technology ［Dissertation］． Shenyang: Northeastern University，2010 ( 张敬奇． 加工图理论研究与加工图技术的实现［学位论文］． 沈阳: 东北大学，2010) ［10］ Xiang S，Tan Z L，Liang Y L． Processing map analysis of Nb-- V--Ti low carbon microalloyed steel based on Murty criterion． Trans Mater Heat Treat，2013，34( Suppl 2) : 243 ( 向嵩，谭智林，梁益龙． 基于 Murty 流变失稳判据的 Nb--V-- Ti 低碳微合金钢加工图分析． 材料热处理学报，2013，34 ( 增刊 2) : 243) ［11］ Zhou J，Li Z K，Zhang J J，et al． A numerical computation method for hot processing map based on Matlab． Chin J Ｒare Met，2007，31( Suppl 2) : 49 ( 周军，李中奎，张建军，等． 基于 Matlab 的热加工图的数 值构造方法． 稀有金属，2007，31( 增刊 2) : 49) · 279 ·