第12期 陈庆军等：X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 ,1213 如图2所示.可以看出，在相同保温时间下，随着变 晶分数增加，其他变形条件和保温时间下试样的应 形温度降低，流变应力显著增加，静态再结晶百分率 力应变曲线及静态再结晶百分率的变化规律与 降低；在相同变形条件下，随着保温时间增加，再结 图2类似. 350 (a 300(b) 300 250 250 200 200 150 150 900℃ 100 900℃ 100 50100 1000℃ 50 050℃71100℃ 1050元1100℃ 0 0 0.2 0.4 0.6 0 0.2 0.40.6 0.8 应变 应变 图2X70双道次压缩实验不同变形温度下试样的应力应变曲线，(a)保温5s(b)保温100s Fig-2 Flow stress-to-strain curves of specimens at different temperatures by double-hit hot compression testing:(a)holding time of 5s:(b) holding time of 100s 2.2静态再结晶百分率 生完全静态再结晶；随着道次间隔时间增加，再结晶 根据图2所示的双道次压缩实验下试样的应力 百分率增加，到一定间隔时间后再结晶百分率增加 应变曲线可以计算静态再结晶百分率，静态再结 趋势变缓.由图4(c)可以看出，随着压下率增加，再 晶百分率的计算方法一般有应力补偿法和平均流动 结晶百分率增加.由图4()可以看出，随着变形速 应力法，本文采取应力补偿法，真应变值取0.2%， 率增加，静态再结晶百分率增加， 如图3所示[59] 为了研究不同初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结 晶的影响，试样在1200℃分别保温3min和10min, 250F 2% 然后淬水冷却，为了测定奥氏体晶粒尺寸，沿热模 200 0.2% 拟试样的轴向切开，经过砂纸研磨抛光后，用过饱和 150 苦味酸水溶液加少量缓蚀剂热腐蚀，加热温度在 100 70~80℃之间，腐蚀时间大约3min左右，在 50 NEOPHOT金相显微镜下采用平均截线法测定奥 0 氏体晶粒尺寸.经测定保温3min时奥氏体晶粒尺 。 00.10.2030.40.50.60.70.8 寸为85m,保温10min时为l05m,试样经不同 应变 时间保温后以10℃s的速率冷却1050℃变形， 图3典型双道次应力应变曲线 变形参数如图1所示.初始晶粒尺寸对静态再结晶 Fig-3 Typical stress-to-strain curves of specimens by double-pass 百分率的影响如图4()所示.可以看出，由于保温 hot compression testing 时间增加，奥氏体晶粒粗化，随着奥氏体初始晶粒尺 采用应力补偿法计算静态再结晶百分率X。: 寸增加，静态再结晶百分率降低 Y,=9-q 2.3静态再结晶动力学模型及激活能 01一0 (1) 大量研究表明，钢中奥氏体再结晶动力学一般 式中，1为第一次加载结束时的应力，。为第一次 遵守Avrami方程[0-山， 加载时的屈服应力，σ。为第二次加载时的屈服 XsRx=l一exp -0.693 (2) t0.53 应力 式中，Xsx为静态再结晶百分率，t0.5为再结晶50% 不同工艺参数对X70管线钢静态再结晶百分 所用的时间，n为常数 率的影响如图4所示.由图4(a)和(b)可以看出，在 对式(2)两边取对数，有： 其他工艺条件相同时，随着变形温度的增加，静态再 结晶百分率逐渐增加，当温度低于1000℃时X70 Inn()ane. -0.693 t0.5 管线钢仅发生部分静态再结晶，高于1000℃时可发 根据图4中的实验数据，经线性回归得n=如图2所示．可以看出‚在相同保温时间下‚随着变 形温度降低‚流变应力显著增加‚静态再结晶百分率 降低；在相同变形条件下‚随着保温时间增加‚再结 晶分数增加．其他变形条件和保温时间下试样的应 力－应变曲线及静态再结晶百分率的变化规律与 图2类似． 图2 X70双道次压缩实验不同变形温度下试样的应力应变曲线．（a） 保温5s；（b） 保温100s Fig．2 Flow stress-to-strain curves of specimens at different temperatures by double-hit hot compression testing： （a） holding time of 5s；（b） holding time of100s 2∙2 静态再结晶百分率 根据图2所示的双道次压缩实验下试样的应力 －应变曲线可以计算静态再结晶百分率‚静态再结 晶百分率的计算方法一般有应力补偿法和平均流动 应力法．本文采取应力补偿法‚真应变值取0∙2％‚ 如图3所示［5－9］． 图3 典型双道次应力－应变曲线 Fig．3 Typical stress-to-strain curves of specimens by double-pass hot compression testing 采用应力补偿法计算静态再结晶百分率 Xs： Xs＝ σ1－σ′s σ1－σs （1） 式中‚σ1 为第一次加载结束时的应力‚σs 为第一次 加载时的屈服应力‚σ′s 为第二次加载时的屈服 应力． 不同工艺参数对 X70管线钢静态再结晶百分 率的影响如图4所示．由图4（a）和（b）可以看出‚在 其他工艺条件相同时‚随着变形温度的增加‚静态再 结晶百分率逐渐增加‚当温度低于1000℃时 X70 管线钢仅发生部分静态再结晶‚高于1000℃时可发 生完全静态再结晶；随着道次间隔时间增加‚再结晶 百分率增加‚到一定间隔时间后再结晶百分率增加 趋势变缓．由图4（c）可以看出‚随着压下率增加‚再 结晶百分率增加．由图4（d）可以看出‚随着变形速 率增加‚静态再结晶百分率增加． 为了研究不同初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结 晶的影响‚试样在1200℃分别保温3min 和10min‚ 然后淬水冷却．为了测定奥氏体晶粒尺寸‚沿热模 拟试样的轴向切开‚经过砂纸研磨抛光后‚用过饱和 苦味酸水溶液加少量缓蚀剂热腐蚀‚加热温度在 70～80℃ 之 间‚腐 蚀 时 间 大 约 3min 左 右‚在 NEOPHOT 金相显微镜下采用平均截线法测定奥 氏体晶粒尺寸．经测定保温3min 时奥氏体晶粒尺 寸为85μm‚保温10min 时为105μm．试样经不同 时间保温后以10℃·s －1的速率冷却1050℃变形‚ 变形参数如图1所示．初始晶粒尺寸对静态再结晶 百分率的影响如图4（e）所示．可以看出‚由于保温 时间增加‚奥氏体晶粒粗化‚随着奥氏体初始晶粒尺 寸增加‚静态再结晶百分率降低． 2∙3 静态再结晶动力学模型及激活能 大量研究表明‚钢中奥氏体再结晶动力学一般 遵守 Avrami 方程［10－11］： XSRX＝1－exp －0∙693 t t0∙5 n （2） 式中‚XSRX为静态再结晶百分率‚t0∙5为再结晶50％ 所用的时间‚n 为常数． 对式（2）两边取对数‚有： ln ln（1－XSRX） －0∙693 ＝ nln t t0∙5 ＋ln c． 根据图4中的实验数据‚经线性回归得 n＝ 第12期 陈庆军等： X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 ·1213·