226. 北京科技大学学报 2001年第3期 热速率为10℃s时，Ac高于730℃，因此，在所 冷却至形变温度后形变.变形前晶粒平均尺寸 选用的实验温度下材料处于铁素体相区. 如表1所示，形变前晶粒尺寸区别不大，不会对 加热方式有，加热至720℃保温5min后形 形变后的组织产生明显影响 变、加热至700℃保温5min后形变及以5℃s 表1热变形工艺参数 Table 1 Parameters of hot deformation t/℃ (dldr(℃·s-) d/wm tr/℃ 8/s- e/% 5×10-4 50,80 720 21.89±3.74 720 1×10-3,1×10-2 80 1×10-1 80 5×10-4 20,30,50,80 1×10-,1×10-2 30,50,80 20.48±2.28 700 1×10- 30.50,80 1,10 80 5×10-4,1×103 700 650 0 1×10-2,1×10- 80 1×10-3,1×10-2 80 5 600 1×10-,1 80 1×10-3,1×10-2 80 5 20.11±3.37 550 1×10-,1 80 2实验结果及讨论 小，即发生动态再结晶所需临界应变量变小.同 时，流变应力峰值与稳态应力之间的差值也随 2.1应力一应变曲线 之减小，应力下降部分的曲线斜率变小，即动态 形变温度分别为720,700,650,600及 再结晶造成的储存能释放速率变慢.对于出现 550℃时对应不同应变速率的应力一应变曲线 应力基本保持不变的应力一应变曲线来说，有 如图3所示. 类似的情况，即在同一形变温度下，流变应力随 从图中可以看出：在所有试验条件下，变形 着应变速率的降低而降低，达到稳态应力所需 开始后，随着应变量的增加，流变应力先是快速 的临界应变量变小 增加，当应变达到一定程度时，流变应力达到峰 如图4所示，固定应变速率，可以得到形变 值（σm),此时的应变称为临界应变(e),应变量 温度对应力一应变曲线的影响.即在同一应变 继续增加，流变应力出现下降或保持不变.随着 速率下，随着形变温度的升高，应力峰值下降， 应变的增加，由于加工硬化的作用，流变应力本 应力下降部分的曲线斜率变小，应力峰值与稳 应持续增加，但在本实验中却出现了流变应力 态流变应力差值减小，达到出现应力峰所需的 下降或保持不变即应力软化现象.由于本实验 临界应变量变小. 是在铁素体单相区进行的等温压缩变形，出现 2.2 Zener-Hollomon参数及铁素体热变形激 应力软化现象的原因只能是发生了动态回复或 活能 动态再结晶。一般认为动态再结晶的软化作用 Zener-Hollomon参数就是综合描述在热加 明显，开始时能引起应力下降，继而，软化作用 工过程形变温度及应变速率等影响的一个重要 与加工硬化相平衡，应力基本保持不变，达到稳 参数，一般可表示为： 态阶段；动态回复的应力软化作用不如动态再 Z=&exp(Q/RT) (1) 结晶，只能使流变应力基本保持不变.随应变继 式中，为应变速率，Q为表观形变激活能（和应 续加大引起曲线尾部的略微上翘是由于压头与 力几乎无关)，R为气体常数，T为形变热力学温 试样之间的摩擦所致. 度.在热加工过程中应力一应变曲线的应力峰 对于出现应力下降的应力一应变曲线来说， 对应的峰值应力σ随Z而改变，所以Z又可以 在同一形变温度下，流变应力随着应变速率的 表示为σ的函数.在高应力和相对低的形变温 降低而降低，出现应力峰所需的临界应变量变 度条件下，Z与om的函数关系可用下式表示：一 22 6 - 北 京 科 技 热速率为 1 0 ℃ /s 时 , A c , 高于 7 30 ℃ , 因此 , 在所 选用 的实验 温度下材 料处于铁 素体相 区 . 加 热方式有 , 加 热至 7 20 ℃ 保温 5 m in 后形 变 、 加热 至 7 0 ℃ 保温 s m in 后形 变及 以 5 ℃ s/ 大 学 学 报 20 01 年 第 3 期 冷却 至形变温度后 形变 . 变形前 晶粒平 均尺 寸 如表 1所示 , 形变 前 晶粒尺寸 区别不大 , 不会对 形变后 的组 织产生 明显影 响 . 表 1 热变形工艺参数 l h b】e 1 P a r a . 吐 e招 o f h o t d e fo r 刃口翻it o n t : /℃ (训d幻(/ ℃ · s 一 1 ) 峨 /娜 几 , /℃ 云s/ 一 , s x l o 一` l x l o 一 3 , l x l o 一 2 l x 10 一 , 5 x 10 一 4 l x 1 0 一 , , l x l o 一 2 l x l o 一 , l , 10 e 了% 5 0 , 80 一 ROU ù只U 2 1 . 89土3 ` 7 4 7 20 2 0 , 30 , 50 , 80 ēUO 一匕城, 一508 匕了 0 , ù 几甘jl U 20 . 4肚2 . 2 8 7 00 s x l o 一4 , l x l o 一 2 , l x l o 一 3 l x 10 一 , 2 0 . 11士 3 . 3 7 5 50 l x 10 一 3 , l x l o 一 2 l x l o 一 , , l l x 10 一 3 , l x l o 一 2 l x l o 一 , , 1 2 实验结果及讨论 .2 1 应 力一应变曲线 形 变温度 分别 为 720 , 7 0 , 6 50 , 6 0 及 5 0 ℃ 时对应不 同应 变 速率 的应 力一应 变 曲线 如 图 3 所示 . 从 图 中可 以 看出 : 在所有试 验条件下 , 变形 开始后 , 随着应 变量 的增加 , 流变应力 先是快 速 增加 , 当应变 达到一定程度时 , 流变应力达 到峰 值 ( 氏 ) , 此时 的应变称 为临界应变 ( mB ) , 应变量 继续增加 , 流 变应力 出现下降或保持不变 . 随着 应 变的增加 , 由于加工硬化 的作用 , 流变应力本 应持续增 加 , 但在本实验 中却 出现 了流变应力 下降或保 持不 变 即应力 软化现象 . 由于本实验 是在铁 素体单相 区进行 的等温压缩变形 , 出现 应力 软化现象的原 因只能是发生 了动态 回复或 动态再结 晶 . 一 般认为动 态再结晶的软化作用 明显 , 开始 时能 引起 应力下 降 , 继而 , 软化作用 与加工硬化相平衡 , 应 力基本保持不变 , 达到稳 态 阶段 ; 动 态 回复 的应力软化作 用不如动态再 结 晶 , 只能使流变应力 基本保持不变 . 随应变继 续加大引起 曲线 尾部 的略微上翘是 由于压头 与 试 样之 间的摩擦所致 . 对于出现应力下降的应 力一应变曲线来说 , 在 同一形 变温度下 , 流变应力 随着应 变速率 的 降低 而降低 , 出现应力 峰所需 的临界应 变量变 小 , 即发生动态再结晶所需 临界应变 量变小 . 同 时 , 流 变应 力峰值与稳 态应力 之间 的差值 也随 之减小 , 应力下降部分 的曲线斜率变小 , 即动态 再结晶造成 的储存 能释放速 率变慢 . 对 于出现 应 力基本保持不 变的应力一应变 曲线来说 , 有 类似 的情况 , 即在伺一形变温度下 , 流变应力 随 着应变速率 的降低 而降低 , 达到稳态应力所需 的临界应变量变小 . 如 图 4 所示 , 固定应变速率 , 可 以得到形变 温度对应力一应 变 曲线 的影 响 . 即在 同一应变 速率下 , 随着形 变温度 的升高 , 应力峰值下 降 , 应 力下降部分 的曲线斜率变 小 , 应 力峰值与稳 态流变应力差值 减小 , 达到 出现应 力峰所需 的 临界应变量变 小 . .2 2 Z e n e r . H o l】o mo n 参 数 及 铁 素体 热 变 形 激 活能 Z e en r 一 H of l o m o n 参 数就是综合 描述在 热加 工过程形变温度及应变速率等影响的一个重要 参 数 , 一般可表示 为 : Z = 宕e x P( g 仄乃 ( l) 式 中 , 亡为应变 速率 , Q为表 观形变激 活能 (和 应 力 几乎无关 ) , R 为气 体常数 , T 为形 变热力学 温 度 . 在热 加工过程 中应 力一应 变曲线 的应力 峰 对 应的峰值应力氏 随 Z 而改变 , 所 以 Z 又 可以 表 示为氏的 函数 . 在 高应力 和 相对 低 的形变 温 度条 件下 , Z 与am 的 函数关系可用下 式表示 口, :