冯庆晓等：热轧Nb微合金化TRP钢高温区变形过程中Nb的析出行为 ·709· 未溶解颗粒，以条带状分布为主，平均尺寸约为122 的软化，单道次变形量应小于动态再结晶临界应变 nm.根据能谱分析结果（图2(c)可以看出未溶颗粒 图3(a)为试样在不同温度下单道次变形时的流变曲 主要为NC.化学相分析测得奥氏体化后固溶Nb量 线，图3(b)则是相对应的(-d6/dσ)一o曲线，其中 为0.0264%，即钢中Nh添加量的70%已经固溶，而未 6=dolds为应变硬化率，o和e分别为真应力和真 溶部分(0.0116%)将不会在后续过程中起作用四. 应变.Poliak和Jonas☒认为当-de/do取最小值时 2.2T温度的确定 动态再结晶开始发生.结合热变形曲线，可确定实验 利用双道次压缩实验两道次变形间隔中形变组 用钢在不同温度下动态再结晶临界应变在0.19~ 织的软化率可以分析析出粒子对奥氏体再结晶的影 0.23,由此选择双道次压缩实验单道次变形量为 响，为防止变形过程中发生由于动态再结晶而导致 0.16(15%). 30 (a 200 1000℃ 950℃ 950℃ 1100℃ 1050℃ -1000℃ 1150℃ 150 20 1050℃ 一1100℃ 15 100 1150℃ 50 0.20.4 0.60.8 1.0 1.2 406080100120140160180200 真应变 其应力/MPa 图3实验钢在950~1150℃以2s1变形时的流变曲线(a)及(-d8/do)-u曲线(b) Fig.3 Flow curves (a)and (de/do)-o curves (b)of the tested steel deformed at 950 to 1150 C and 2s-! 双道次压缩实验可测定道次间隔期间的软化 1.0 率F, C-1050℃ -0-1000℃ F,=(om-o2)/(om-o1）, --9501 0.8 --900℃ 其中σ.为第一次卸载前对应的应力值，σ，和σ2分别 为第一和第二道次热变形2%时的应力值围.在道次 20.6 间隔期间，奥氏体会发生静态回复和静态再结晶等软 化过程，导致变形组织中位错密度降低，从而引起软化 现象.图4为实验钢在1050~900℃时进行双道次压 0.4 缩实验所得软化曲线.可以看出，在相同的应变量和 应变速率条件下，随着温度的降低，达到相同的软化程 10 10 102 度所需时间逐渐延长.在1050℃和1000℃时软化曲 道次间隔时间s 线均表现为较为完整的S形，即可以进行完全奥氏体 图4实验钢在1050~900℃进行双道次压缩实验时的软化曲线 再结晶.当变形温度低于1000℃时，软化曲线不再表 Fig.4 Softening curves of the tested steel deformed to 0.16 at 1050 现为完整的S形，随着保温时间的增加软化分数增加 to900℃and2s-1 逐渐放缓，软化曲线出现平台，即奥氏体再结晶不能完 全进行.由此判断实验钢的T.温度在950~1000℃ 的组织.可以看出，在每道次变形并保温10s后，奥氏 之间. 体静态再结晶均基本完成，得到等轴状的奥氏体晶粒， 2.3奥氏体区多道次变形 而且在每道次晶粒尺寸都明显细化，见图5(d),在3 根据以上结果，模拟粗轧工艺的3道次变形终轧 道次结束后晶粒尺寸可细化至约17.8m.图6为3 温度选择为1000℃，道次温降40℃，由此确定图1(c) 道次变形后冷至900℃未再结晶区并变形30%后的形 中T,、T,和T,分别为1080、1040和1000℃，道次变形 变奥氏体组织，该温度下再结晶已不能进行，得到拉长 量30%，每道次变形后保温时间均为10s.奥氏体未 状奥氏体晶粒 再结晶区变形温度T,选择900℃. 在高温奥氏体区多道次变形过程中，随着变形温 图5是奥氏体再结晶区多道次变形不同工艺阶段 度降低，由于溶解度的降低和应变的作用，固溶Nb开冯庆晓等: 热轧 Nb 微合金化 TRIP 钢高温区变形过程中 Nb 的析出行为 未溶解颗粒，以条带状分布为主，平均尺寸约为 122 nm． 根据能谱分析结果(图 2( c))可以看出未溶颗粒 主要为 NbC． 化学相分析测得奥氏体化后固溶 Nb 量 为 0. 0264% ，即钢中 Nb 添加量的 70% 已经固溶，而未 溶部分(0. 0116% )将不会在后续过程中起作用［11］． 2. 2 Tnr温度的确定 利用双道次压缩实验两道次变形间隔中形变组 织的软化率可以分析析出粒子对奥氏体再结晶的影 响，为防止变形过程中发生由于动态再结晶而导致 的软化，单道次变形量应小于动态再结晶临界应变． 图 3( a)为试样在不同温度下单道次变形时的流变曲 线，图 3( b)则是相对应的( － dθ /dσ) --σ 曲线，其中 θ = dσ /dε 为应变硬化率，σ 和 ε 分别为真应力和真 应变． Poliak 和 Jonas ［12］认为当 － dθ /dσ 取最小值时 动态再结晶开始发生． 结合热变形曲线，可确定实验 用钢在不 同 温 度 下 动 态 再 结 晶 临 界 应 变 在 0. 19 ～ 0. 23，由此选择双道次压缩实验单道次变形量为 0. 16 (15% ) ． 图 3 实验钢在 950 ～ 1150 ℃以 2 s － 1变形时的流变曲线(a)及( － dθ /dσ)--σ 曲线(b) Fig． 3 Flow curves (a) and ( － dθ /dσ)--σ curves (b) of the tested steel deformed at 950 to 1150 ℃ and 2 s － 1 双道次压缩实验可测定道次间隔期间的软化 率 Fs， Fs = (σm － σ2 ) /(σm － σ1 )， 其中 σm为第一次卸载前对应的应力值，σ1和 σ2 分别 为第一和第二道次热变形 2% 时的应力值［13］． 在道次 间隔期间，奥氏体会发生静态回复和静态再结晶等软 化过程，导致变形组织中位错密度降低，从而引起软化 现象． 图 4 为实验钢在 1050 ～ 900 ℃ 时进行双道次压 缩实验所得软化曲线． 可以看出，在相同的应变量和 应变速率条件下，随着温度的降低，达到相同的软化程 度所需时间逐渐延长． 在 1050 ℃ 和 1000 ℃ 时软化曲 线均表现为较为完整的 S 形，即可以进行完全奥氏体 再结晶． 当变形温度低于 1000 ℃ 时，软化曲线不再表 现为完整的 S 形，随着保温时间的增加软化分数增加 逐渐放缓，软化曲线出现平台，即奥氏体再结晶不能完 全进行． 由此判断实验钢的 Tnr 温度在 950 ～ 1000 ℃ 之间． 2. 3 奥氏体区多道次变形 根据以上结果，模拟粗轧工艺的 3 道次变形终轧 温度选择为 1000 ℃，道次温降 40 ℃，由此确定图 1(c) 中 T1、T2和 T3分别为 1080、1040 和 1000 ℃，道次变形 量 30% ，每道次变形后保温时间均为 10 s． 奥氏体未 再结晶区变形温度 T4选择 900 ℃ ． 图 5 是奥氏体再结晶区多道次变形不同工艺阶段 图 4 实验钢在 1050 ～ 900 ℃进行双道次压缩实验时的软化曲线 Fig． 4 Softening curves of the tested steel deformed to 0. 16 at 1050 to 900 ℃ and 2 s － 1 的组织． 可以看出，在每道次变形并保温 10 s 后，奥氏 体静态再结晶均基本完成，得到等轴状的奥氏体晶粒， 而且在每道次晶粒尺寸都明显细化，见图 5( d)，在 3 道次结束后晶粒尺寸可细化至约 17. 8 μm． 图 6 为 3 道次变形后冷至 900 ℃未再结晶区并变形 30% 后的形 变奥氏体组织，该温度下再结晶已不能进行，得到拉长 状奥氏体晶粒． 在高温奥氏体区多道次变形过程中，随着变形温 度降低，由于溶解度的降低和应变的作用，固溶 Nb 开 ·709·