D0I:10.13374/j.issnl(00103x.2010.10.008 第32卷第10期 北京科技大学学报 Vo132N910 2010年10月 JoumalofUniversity of Science and Technopgy Beijng 0ct2010 S0M435钢热变形动态再结晶动力学模型参数的确定 吴晋彬”刘国权”王浩》 韩永珍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 摘要通过分析冷镦钢S0M435在温度为950~1150℃.应变速率为01~1s范围内发生动态再结晶的热/力模拟试验数 据.利用其应变硬化速率与流变应力σ的日-σ曲线，准确确定了其发生动态再结晶的临界应变e。峰值应变E。临界应力 G和峰值应力g,用应力应变(。-E)曲线方法计算SC435钢的动态再结晶Avam动力学曲线和时间指数口结果表明： SM435钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值eckp=0.73动态再结晶Avm时间指数平均值-1.9外在 温度950~1150℃，应变速率0.1~1s范围内，应变速率是S0M435钢的动态再结晶动力学敏感因素.温度对其影响不大：动 态再结晶率5%的时间与应变速率成反比. 关键词合金钢：动态再结晶；应变速率；动力学 分类号TG1117 Parameters detemm ination of the dynam ic recrystallization kinetics model for SCM435 steel during hot com pressive defomm ation WU Jnbin)LI Guoquan 2)WANGHad)HAN Yong zen) 1)School ofMa terals Science and Engineering University of Science and Teclnokgy Beijng Beijing 100083 Chna 2)Smte Key Laboratory for Advanced Mels and Materals University of Science and Technobgy Beijng Beijing 100083 Chna ABSTRACT By analyzng he hemalm echanical smulatian eest data under dyna ic recrystallization (DRX)of cold headng steel SM435 in a temperaure range of950 p1 150C and a strain rate range ofo 1 1s,such characteristic values as critical suane peak straine critcal stresso and peak stresso were derived from he curves of stran harden ng rate p flow stress (0).The Avramik netic curves ofdynamic recrystallization and he tine exponent n ofS(M435 steelwere cajcu hed by he stressstran ( method It is shown hat he average vale ofep isa 73 and he average vale of n was1 91 under DRX The DRX Avrm ikinetic ofS M435 steel is sensitive p stran rate and not mperaure sensitive in he temperaure range of950 p1150'C and the stan rate of 0.I p1 The tme when the crystallization ratp is50%is nversey prportpnal to stain rate KEY WORDS alpy steel dynam ic recrysallization strain rae kinetics SM435冷镦钢主要用于制造螺栓、螺母和铆 晶分数可以采用淬火试样直接进行金相观测，然而 钉等紧固件，冷镦工艺对原材料的质量要求很高，影 当再结晶分数达到一定量后，再结晶晶粒与未再结 响冷镦钢质量的主要因素有化学成分、表面质量、组 晶晶粒就难以区分，使得定量得到的动态再结晶分 织状态、气体与非金属夹杂和轧制工艺等.高速线 数偏高，且金相方法的实验工作量大.利用热压缩 材轧制是冷镦钢线材生产的关键工序，利用热力模 模拟试验应力应变曲线间接地研究金属热变形过 拟试验方法对S435产品的轧制工艺参数范围内 程中发生动态再结晶的分数，代替定量金相法直接 热变形过程中的显微组织演变规律进行研究。建立 测定，已经在不同的合金中得到应用，可靠性得到证 SM435钢热变形动态再结晶模型，能够为优化 实【.本文通过发生动态再结晶的0。曲线图构 SM435冷镦钢线材热轧工艺提供参考.动态再结 造了动态回复曲线。利用构造的回复曲线G© 收稿日期：2009-12-28 作者简介：吴晋彬(1972-，女，高级工程师，博士研究生：刘国权(1952-)男，教授博士生导师，Ema1g1@usum第 32卷 第 10期 2010年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.10 Oct.2010 SCM435钢热变形动态再结晶动力学模型参数的确定 吴晋彬 1) 刘国权 1, 2) 王 浩 1) 韩永珍 1) 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 摘 要 通过分析冷镦钢 SCM435在温度为 950 ～ 1150℃、应变速率为 0.1 ～ 1 s-1范围内发生动态再结晶的热 /力模拟试验数 据, 利用其应变硬化速率 θ与流变应力 σ的 θ--σ曲线, 准确确定了其发生动态再结晶的临界应变 εc、峰值应变 εp、临界应力 σc和峰值应力 σp, 用应力--应变(σ-ε)曲线方法计算 SCM435钢的动态再结晶 Avrami动力学曲线和时间指数 n.结果表明: SCM435钢发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的平均比值 εc/εp=0.73, 动态再结晶 Avrami时间指数平均值 n=1.91;在 温度 950 ～ 1150℃, 应变速率 0.1 ～ 1 s-1范围内, 应变速率是 SCM435钢的动态再结晶动力学敏感因素, 温度对其影响不大;动 态再结晶率 50%的时间 t50与应变速率成反比. 关键词 合金钢;动态再结晶;应变速率;动力学 分类号 TG111.7 Parametersdeterminationofthedynamicrecrystallizationkineticsmodelfor SCM435 steelduringhotcompressivedeformation WUJin-bin1) , LIUGuo-quan1, 2) , WANGHao1) , HANYong-zhen1) 1)SchoolofMaterialsScienceandEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China 2)StateKeyLaboratoryforAdvancedMetalsandMaterials, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China ABSTRACT Byanalyzingthethermal/mechanicalsimulationtestdataunderdynamicrecrystallization(DRX)ofcoldheadingsteel SCM435 inatemperaturerangeof950 to1 150℃ andastrainraterangeof0.1 to1s-1 , suchcharacteristicvaluesascriticalstrainεc, peakstrainεp, criticalstressσcandpeakstressσpwerederivedfromthecurvesofstrainhardeningratetoflowstress(θ-σ).The AvramikineticcurvesofdynamicrecrystallizationandthetimeexponentnofSCM435 steelwerecalculatedbythestress-strain(σ-ε) method.Itisshownthattheaveragevalueofεc/εpis0.73 andtheaveragevalueofnwas1.91 underDRX.TheDRXAvramikinetic ofSCM435 steelissensitivetostrainrateandnottemperature-sensitiveinthetemperaturerangeof950 to1150℃ andthestrainrateof 0.1 to1 s-1.Thetimewhenthecrystallizationratiois50% isinverselyproportionaltostrainrate. KEYWORDS alloysteel;dynamicrecrystallization;strainrate;kinetics 收稿日期:2009-12-28 作者简介:吴晋彬(1972— ), 女, 高级工程师, 博士研究生;刘国权(1952— ), 男, 教授, 博士生导师, E-mail:g.liu@ustb.edu.cn SCM435冷镦钢主要用于制造螺栓、螺母和铆 钉等紧固件,冷镦工艺对原材料的质量要求很高 ,影 响冷镦钢质量的主要因素有化学成分、表面质量 、组 织状态、气体与非金属夹杂和轧制工艺等 .高速线 材轧制是冷镦钢线材生产的关键工序, 利用热 /力模 拟试验方法对 SCM435产品的轧制工艺参数范围内 热变形过程中的显微组织演变规律进行研究, 建立 SCM435钢热变形动态再结晶模型 , 能够为优化 SCM435冷镦钢线材热轧工艺提供参考 .动态再结 晶分数可以采用淬火试样直接进行金相观测 , 然而 当再结晶分数达到一定量后 ,再结晶晶粒与未再结 晶晶粒就难以区分, 使得定量得到的动态再结晶分 数偏高 ,且金相方法的实验工作量大.利用热压缩 模拟试验应力--应变曲线间接地研究金属热变形过 程中发生动态再结晶的分数 ,代替定量金相法直接 测定,已经在不同的合金中得到应用 ,可靠性得到证 实 [ 1--2] .本文通过发生动态再结晶的 θ--σ曲线图构 造了动态回复曲线 σrecov,利用构造的回复曲线 σrecov DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.10.008