第36卷第1期 北京科技大学学报 Vol.36 No.1 2014年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2014 新型微合金化C-Mn一Al高强度钢的热变形行为 魏海莲)，刘国权2四，肖翔”，赵海涛”，丁航”，康人木1) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 3)四川省川威集团有限公司，成都610100 区通信作者，Emai:g.liu@usth.ed.cm 摘要通过Gleeble-1500热模拟单轴压缩试验，研究了一种含1.79%Al(质量分数)的以Al替代Si微合金化高强度钢在 温度为900~1100℃、应变速率为0.01~30s条件下的热变形行为.建立了考虑应变量对材料常数影响的双曲正弦本构方 程，利用建立的本构方程预测的应力一应变曲线与实验值吻合良好，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.建立了实验钢的加工图，根据加工图分析确定了实验钢的动态再结晶区为1000~1100℃和0.01~1s.组织观 察表明在动态再结晶区实验钢发生了动态再结晶，而失稳区对应的组织出现了变形集中带或“项链”组织.最后将建立的本 构方程和加工图联合运用，为更全面地研究实验钢在不同变形条件下的热变形行为提供了方法 关键词高强度钢：热变形：本构方程：加工图：压缩试验 分类号TG142.33 Hot deformation behavior of a new microalloyed C-Mn-Al high strength steel WEI Hai-lian,LIU Guo-quan,XIAO Xiang,ZHAO Hai-tao,DING Hang,KANG Ren-mu) 1)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Sichuan Chuanwei Co.Ltd.,Chengdu 610100,China Corresponding author,E-mail:g.liu@ustb.edu.cn ABSTRACT The compressive deformation behavior of a new microalloyed high-strength steel containing 1.79%Al was investigated at temperatures from 900 to 1100C and strain rates from 0.01 to 30son a Gleeble-1500 thermo-simulation machine.A hyperbolic sine equation with strain-dependent constants was developed for the steel.The predicted flow stress curves by the constitutive equation well agreed with experimental results,indicating that the constitutive equation can give a relatively accurate estimate of flow stress for the steel.According to processing map analysis,the dynamic recrystallization zone of the steel was determined as 1000 to 1100C and 0.01 to 1s.Microstructure observation showed that dynamic recrystallization occurred in this dynamic recrystallization zone,and in the instability zone,flow localization and necklace structure was observed.Finally,a combination of the constitutive equation and pro- cessing map provided a method for comprehensively investigating the hot deformation behavior of the steel under different conditions. KEY WORDS high strength steel;hot deformation:constitutive equations:processing maps;compression testing 为节约能源保护环境，迫切需要发展高强度兼 究由铝部分或全部替代硅的高性能钢.例如，尹云 具高塑韧性的钢，包括TRP钢.传统的TRIP钢采 洋等回研究了A!部分替代Si对基于动态相变热轧 用高硅含量的目的是为了抑制冷却过程中渗碳体的TRP钢组织控制的影响.徐锟和刘国权同研究了 形成以便增加残余奥氏体的稳定性及数量口.然 铌微合金化对C-Mn-Al系冷轧TRIP钢组织与性能 而，高硅含量可能使钢产生缺陷，如坚硬的氧化层、 的影响.康人木等研究了一种以铝替硅Q一P-T 差的表面性能和低的涂层能力.因此，人们开始研 钢的力学性能.一些研究己经证实以铝替硅起了良 收稿日期：2012-11-11 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51071019)：国家高技术研究发展计划资助项目(2013AA031601) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.01.008:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 1 期 2014 年 1 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 1 Jan． 2014 新型微合金化 C--Mn--Al 高强度钢的热变形行为 魏海莲1) ，刘国权1，2) ，肖 翔1) ，赵海涛1) ，丁 航1) ，康人木1，3) 1) 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 2) 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京 100083 3) 四川省川威集团有限公司，成都 610100  通信作者，E-mail: g． liu@ ustb． edu． cn 摘 要 通过 Gleeble--1500 热模拟单轴压缩试验，研究了一种含 1. 79% Al ( 质量分数) 的以 Al 替代 Si 微合金化高强度钢在 温度为 900 ～ 1100 ℃、应变速率为 0. 01 ～ 30 s － 1 条件下的热变形行为． 建立了考虑应变量对材料常数影响的双曲正弦本构方 程，利用建立的本构方程预测的应力--应变曲线与实验值吻合良好，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． 建立了实验钢的加工图，根据加工图分析确定了实验钢的动态再结晶区为 1000 ～ 1100 ℃和 0. 01 ～ 1 s － 1 ． 组织观 察表明在动态再结晶区实验钢发生了动态再结晶，而失稳区对应的组织出现了变形集中带或“项链”组织． 最后将建立的本 构方程和加工图联合运用，为更全面地研究实验钢在不同变形条件下的热变形行为提供了方法． 关键词 高强度钢; 热变形; 本构方程; 加工图; 压缩试验 分类号 TG142. 33 Hot deformation behavior of a new microalloyed C-Mn-Al high strength steel WEI Hai-lian1) ，LIU Guo-quan1，2)  ，XIAO Xiang1) ，ZHAO Hai-tao 1) ，DING Hang1) ，KANG Ｒen-mu1，3) 1) School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) Sichuan Chuanwei Co． Ltd． ，Chengdu 610100，China  Corresponding author，E-mail: g． liu@ ustb． edu． cn ABSTＲACT The compressive deformation behavior of a new microalloyed high-strength steel containing 1. 79% Al was investigated at temperatures from 900 to 1100 ℃ and strain rates from 0. 01 to 30 s － 1 on a Gleeble-1500 thermo-simulation machine． A hyperbolic sine equation with strain-dependent constants was developed for the steel． The predicted flow stress curves by the constitutive equation well agreed with experimental results，indicating that the constitutive equation can give a relatively accurate estimate of flow stress for the steel． According to processing map analysis，the dynamic recrystallization zone of the steel was determined as 1000 to 1100 ℃ and 0. 01 to 1 s － 1 ． Microstructure observation showed that dynamic recrystallization occurred in this dynamic recrystallization zone，and in the instability zone，flow localization and necklace structure was observed． Finally，a combination of the constitutive equation and pro￾cessing map provided a method for comprehensively investigating the hot deformation behavior of the steel under different conditions． KEY WOＲDS high strength steel; hot deformation; constitutive equations; processing maps; compression testing 收稿日期: 2012--11--11 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51071019) ; 国家高技术研究发展计划资助项目( 2013AA031601) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 01． 008; http: / /journals． ustb． edu． cn 为节约能源保护环境，迫切需要发展高强度兼 具高塑韧性的钢，包括 TＲIP 钢． 传统的 TＲIP 钢采 用高硅含量的目的是为了抑制冷却过程中渗碳体的 形成以便增加残余奥氏体的稳定性及数量［1］． 然 而，高硅含量可能使钢产生缺陷，如坚硬的氧化层、 差的表面性能和低的涂层能力． 因此，人们开始研 究由铝部分或全部替代硅的高性能钢． 例如，尹云 洋等［2］研究了 Al 部分替代 Si 对基于动态相变热轧 TＲIP 钢组织控制的影响． 徐锟和刘国权［3］研究了 铌微合金化对 C--Mn--Al 系冷轧 TＲIP 钢组织与性能 的影响． 康人木等［4］研究了一种以铝替硅 Q--P--T 钢的力学性能． 一些研究已经证实以铝替硅起了良