·54· 北京科技大学学报 第36卷 50m 图8实验钢失稳区的显微形貌.(a)900℃，0.1s1:(b)900℃，30s1:(c)1000℃，30s1 Fig.8 Microstructures of the steel deformed under different conditions which correspond to the instability regions:(a)900C,0.I s-:(b)900 ℃，30s1:(c)1000℃，30s1 是流变失稳的表现之一·在更低温度或更高应变速 而930℃、5sˉ的变形条件对应着的功率耗散效率 率下变形，变形集中带可能会发展为绝热剪切变 为0.185，不是位于峰区和失稳区内.用本构方程预 形.从图8(c)中看出，实验钢在此变形条件下的 测的两种变形条件下的应力一应变曲线分别如图9 变形组织中存在显著的“项链”状组织 所示.可以看出：在1030℃、0.05s1变形条件下流 2.5本构方程和加工图两种研究方法的联合运用 变应力曲线呈动态再结晶型，因此加工图和本构方 作为研究材料热变形行为的两种重要方法，本 程两种方法均明确判定在此变形条件下材料会发生 构方程和加工图各有其特点，其运用的目的也有所 动态再结晶：而在930℃、5s-1变形条件下流变应力 不同.本构方程可以用来预测材料的流变应力曲 曲线呈动态回复型，与加工图相互印证，可以更准确 线，故其广泛应用于计算轧制或者锻造应力：而加工 地判断此变形条件对应材料的动态回复区.因此， 图可以反应材料的热加工性能，通过加工图可以确 结合加工图和本构方程，可以更好地了解一定变形 定材料的热加工窗口，从而给材料热加工参数的制 条件下的热变形及动态再结晶信息，从而给热加工 定提供参考.故本构方程直接预测材料的流变应力 过程提供一定的参考.故本构方程的应力一应变曲 曲线，加工图得到材料在不同热加工条件下的组织 线预测和加工图的相互支持构成了研究材料热变形 演变方式.本构方程的优点是可以直观地得到在某 行为的有力工具. 变形条件下的流变应力曲线，但不能仅仅通过这 一条流变应力曲线判断材料的组织演变方式：加工 3结论 图可以判断材料在某一变形条件下的组织演变方 (1)利用双曲正弦模型（式(3）)，考虑应变量 式，但不能得到流变应力曲线的信息.将加工图和 对材料常数的影响（式(5）和表(2))，建立了实验 本构方程联合运用，二者既可以互补，还可以起到互 钢的热变形本构方程，并实验验证了其准确性，表明 相验证的效果 建立的本构方程可以对实验钢的流变应力给出相对 现将本构方程和加工图联合运用来研究材料的 准确的预测 热变形行为.从图6看出：1030℃、0.05s1的变形 (2)通过分析实验钢在应变量为0.6下的加工 条件对应着的功率耗散效率为0.25，位于峰区I: 图及组织观察表明：实验钢存在一个动态再结晶区，北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 8 实验钢失稳区的显微形貌． ( a) 900 ℃，0. 1 s － 1 ; ( b) 900 ℃，30 s － 1 ; ( c) 1000 ℃，30 s － 1 Fig． 8 Microstructures of the steel deformed under different conditions which correspond to the instability regions: ( a) 900 ℃，0. 1 s － 1 ; ( b) 900 ℃，30 s － 1 ; ( c) 1000 ℃，30 s － 1 是流变失稳的表现之一． 在更低温度或更高应变速 率下变形，变形集中带可能会发展为绝热剪切变 形［13］． 从图 8( c) 中看出，实验钢在此变形条件下的 变形组织中存在显著的“项链”状组织． 2. 5 本构方程和加工图两种研究方法的联合运用 作为研究材料热变形行为的两种重要方法，本 构方程和加工图各有其特点，其运用的目的也有所 不同． 本构方程可以用来预测材料的流变应力曲 线，故其广泛应用于计算轧制或者锻造应力; 而加工 图可以反应材料的热加工性能，通过加工图可以确 定材料的热加工窗口，从而给材料热加工参数的制 定提供参考． 故本构方程直接预测材料的流变应力 曲线，加工图得到材料在不同热加工条件下的组织 演变方式． 本构方程的优点是可以直观地得到在某 一变形条件下的流变应力曲线，但不能仅仅通过这 一条流变应力曲线判断材料的组织演变方式; 加工 图可以判断材料在某一变形条件下的组织演变方 式，但不能得到流变应力曲线的信息． 将加工图和 本构方程联合运用，二者既可以互补，还可以起到互 相验证的效果． 现将本构方程和加工图联合运用来研究材料的 热变形行为． 从图 6 看出: 1030 ℃、0. 05 s － 1 的变形 条件对应着的功率耗散效率为 0. 25，位于峰区Ⅰ; 而 930 ℃、5 s － 1 的变形条件对应着的功率耗散效率 为 0. 185，不是位于峰区和失稳区内． 用本构方程预 测的两种变形条件下的应力--应变曲线分别如图 9 所示． 可以看出: 在 1030 ℃、0. 05 s － 1 变形条件下流 变应力曲线呈动态再结晶型，因此加工图和本构方 程两种方法均明确判定在此变形条件下材料会发生 动态再结晶; 而在 930 ℃、5 s － 1 变形条件下流变应力 曲线呈动态回复型，与加工图相互印证，可以更准确 地判断此变形条件对应材料的动态回复区． 因此， 结合加工图和本构方程，可以更好地了解一定变形 条件下的热变形及动态再结晶信息，从而给热加工 过程提供一定的参考． 故本构方程的应力--应变曲 线预测和加工图的相互支持构成了研究材料热变形 行为的有力工具． 3 结论 ( 1) 利用双曲正弦模型( 式( 3) ) ，考虑应变量 对材料常数的影响( 式( 5) 和表( 2) ) ，建立了实验 钢的热变形本构方程，并实验验证了其准确性，表明 建立的本构方程可以对实验钢的流变应力给出相对 准确的预测． ( 2) 通过分析实验钢在应变量为 0. 6 下的加工 图及组织观察表明: 实验钢存在一个动态再结晶区， ·54·