,446 北京科技大学学报 第32卷 应力法等.本文采取应力补偿法，真应变值取0.02 有了明显的提高，通常认为静态百分数X=15%~ 采用应力补偿法计算静态再结晶百分数X: 20%时开始发生再结晶，静态软化率X≥90%时就 品 可以认为完成完全再结晶，因此在较低温度下，如 (1) 950℃和1000℃时，100s的间歇时间内都未达到完 式中，om为第1次加载结束时的应力，o1为第1次 全再结晶.950℃的软化率曲线出现了平台，说明微 加载时的屈服应力，·2为第2次加载时的屈服应 合金元素碳氮化合物的析出先于再结晶过程，从而 力，根据上式计算出各个温度在不同道次间隔时间 导致位错的迁移和亚晶界、晶界的迁移受阻，阻碍了 内的静态百分数，并据此绘出静态动力学曲线 再结晶的进行[8).在较高温度下，如1050℃和 不同工艺参数对X80管线钢静态再结晶百分 1100℃时，软化率增长很快，在很短的道次间隔时 率的影响如图2所示.由实验结果可以看出，在相 间内就达到了完全再结晶· 同的道次间歇时间内，随着温度的上升，再结晶分数 110 110 -■-950℃ 3s 90 -0-1000℃ -10 204 70 ×50 30 -▲-1050℃ -7-1100℃ 950 10001050 1100 101 lo 温度℃ 时间 图2不同参数对静态再结晶百分数的影响.(a)变形温度；(b)道次间隔时间 Fig 2 Effects of different parmneters on the recrystallization percentage of static recrystallization (a)defomation tomperatuns (b)interval tine 2.1.2静态再结晶动力学模型及激活能 通过化学成分影响激活能Q来实现的，用化学成 X80钢的奥氏体静态再结晶的动力学可用 分经验公式法求静态再结晶激活能Qmx·再结晶激 Avm访程描述[)， 活能与钢种化学成分的关系如下所示： Xs=1-exp[-0.693(t/b.s)"] (2) Qx=124714+28385.68[Mn]+ 式中，X为再结晶百分数，t为时间，6.5为再结晶百 64716.68[Si]+7277.540[Mo]+ 分数为50%时的时间，n为与材料有关的常数，t. 76830.32[Ti].13+121100.37[Nb]°1(5) 可用下式表示： 计算的X80管线钢静态再结晶激活能Qx约 6.5=AePE"D'exp(QsRx/RT) (3) 为330k小moT,与实验结果相比略低，这一点在其 式中，D为晶粒尺寸，mQx为静态再结晶激活 他有关铌钢再结晶激活能研究中的规律相同山. 能，moT;R为气体常数，取值8.314小mo. 在邹天来等21的研究中，成分为C0.024%, K;ARq和s为常数. Nb0.0999%的高铌管线钢的静态再结晶激活能为 338kmo;而在周晓峰的研究表明，C含量的 对式(3)两边取对数，有 增加可以增加静态再结晶激活能，本文的实验材料 hb.5=hA十phe十qne十snD十QX/RT(4) Nb含量与0.99%接近，而C含量约为0.06%，因此 由上式可见，再结晶激活能Qx尔为n0.s与 静态再结晶激活能比338kmo厂略高，说明实验 1T关系的斜率.由实验结果确定不同变形参数下 结果是合理的， 的.s值，并对nt.s与1尔进行线性回归得n= 2.2X80管线钢的组织性能 0.443相关系数R=0.925,X80管线钢的静态再结 在管线钢的控制轧制过程中，静态再结晶的发 晶激活能Qsx≈380kmoT. 生将导致前期变形过程产生的位错消失，从而不利 金属的静态再结晶激活能Qx与变形条件基 于变形的积累，因此，在轧制过程尤其是精轧过程 本无关，而钢的化学成分影响再结晶激活能).钢 中控制变形奥氏体的静态再结晶行为，对组织细化 种的化学成分对静态再结晶有显著的影响，主要是 和均匀化程度的提高以及混晶等组织缺陷的避免十北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 应力法等．本文采取应力补偿法‚真应变值取 0∙02． 采用应力补偿法计算静态再结晶百分数 ＸＳ： ＸＳ＝ σｍ －σ1 σｍ －σ2 （1） 式中‚σｍ 为第 1次加载结束时的应力‚σ1 为第 1次 加载时的屈服应力‚σ2 为第 2次加载时的屈服应 力．根据上式计算出各个温度在不同道次间隔时间 内的静态百分数‚并据此绘出静态动力学曲线． 不同工艺参数对 Ｘ80管线钢静态再结晶百分 率的影响如图 2所示．由实验结果可以看出‚在相 同的道次间歇时间内‚随着温度的上升‚再结晶分数 有了明显的提高．通常认为静态百分数ＸＳ＝15％ ～ 20％时开始发生再结晶‚静态软化率 ＸＳ≥90％时就 可以认为完成完全再结晶．因此在较低温度下‚如 950℃和 1000℃时‚100ｓ的间歇时间内都未达到完 全再结晶．950℃的软化率曲线出现了平台‚说明微 合金元素碳氮化合物的析出先于再结晶过程‚从而 导致位错的迁移和亚晶界、晶界的迁移受阻‚阻碍了 再结晶的 进 行 ［8］．在 较 高 温 度 下‚如1050℃ 和 1100℃时‚软化率增长很快‚在很短的道次间隔时 间内就达到了完全再结晶． 图 2 不同参数对静态再结晶百分数的影响．（ａ） 变形温度；（ｂ） 道次间隔时间 Ｆｉｇ．2 Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｓｔａｔｉｃｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ：（ａ） ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；（ｂ） ｉｎｔｅｒｖａｌｔｉｍｅ 2∙1∙2 静态再结晶动力学模型及激活能 Ｘ80钢的奥氏体静态再结晶的动力学可用 Ａｖｒａｍｉ方程描述 ［9］： ＸＳ＝1－ｅｘｐ［ －0∙693（ｔ／ｔ0∙5） ｎ ］ （2） 式中‚ＸＳ为再结晶百分数‚ｔ为时间‚ｔ0∙5为再结晶百 分数为 50％时的时间‚ｎ为与材料有关的常数．ｔ0∙5 可用下式表示： ｔ0∙5＝Ａε ｐε ·ｑＤ ｓｅｘｐ（ＱＳＲＸ／ＲＴ） （3） 式中‚Ｄ为晶粒尺寸‚μｍ；ＱＳＲＸ为静态再结晶激活 能‚Ｊ·ｍｏｌ －1；Ｒ为气体常数‚取值 8∙314Ｊ·ｍｏｌ －1· Ｋ －1；Ａ、ｐ、ｑ和 ｓ为常数． 对式 （3）两边取对数‚有 ｌｎｔ0∙5＝ｌｎＡ＋ｐｌｎε＋ｑｌｎε · ＋ｓｌｎＤ＋ＱＳＲＸ／ＲＴ （4） 由上式可见‚再结晶激活能 ＱＳＲＸ／Ｒ为 ｌｎｔ0∙5与 1／Ｔ关系的斜率．由实验结果确定不同变形参数下 的 ｔ0∙5值‚并对 ｌｎｔ0∙5与 1／Ｔ进行线性回归得 ｎ＝ 0∙443‚相关系数 Ｒ＝0∙925‚Ｘ80管线钢的静态再结 晶激活能 ＱＳＲＸ≈380ｋＪ·ｍｏｌ －1． 金属的静态再结晶激活能 ＱＳＲＸ与变形条件基 本无关‚而钢的化学成分影响再结晶激活能 ［10］．钢 种的化学成分对静态再结晶有显著的影响‚主要是 通过化学成分影响激活能 ＱＳＲＸ来实现的．用化学成 分经验公式法求静态再结晶激活能 ＱＳＲＸ．再结晶激 活能与钢种化学成分的关系如下所示： ＱＳＲＸ ＝124714＋28385∙68［Ｍｎ］ ＋ 64716∙68［Ｓｉ］ ＋7277∙540［Ｍｏ］ ＋ 76830∙32［Ｔｉ］ 0∙123＋121100∙37［Ｎｂ］ 0∙1 （5） 计算的 Ｘ80管线钢静态再结晶激活能 ＱＳＲＸ约 为 330ｋＪ·ｍｏｌ －1‚与实验结果相比略低‚这一点在其 他有关铌钢再结晶激活能研究中的规律相同 ［11］． 在邹 天 来 等 ［12］ 的 研 究 中‚成 分 为 Ｃ 0∙024％‚ Ｎｂ0∙099％的高铌管线钢的静态再结晶激活能为 338ｋＪ·ｍｏｌ －1；而在周晓峰 ［13］的研究表明‚Ｃ含量的 增加可以增加静态再结晶激活能．本文的实验材料 Ｎｂ含量与 0∙99％接近‚而 Ｃ含量约为 0∙06％‚因此 静态再结晶激活能比 338ｋＪ·ｍｏｌ －1略高‚说明实验 结果是合理的． 2∙2 Ｘ80管线钢的组织性能 在管线钢的控制轧制过程中‚静态再结晶的发 生将导致前期变形过程产生的位错消失‚从而不利 于变形的积累．因此‚在轧制过程尤其是精轧过程 中控制变形奥氏体的静态再结晶行为‚对组织细化 和均匀化程度的提高以及混晶等组织缺陷的避免十 ·446·