VoL.26 No.5 赵磊等：Q235碳素钢多道次热变形中的组织演变及性能 509· 近有少量的针状铁素体析出，这种形态的铁素体 应该是淬火冷却过程产生的向.这一道次的形变 抗力有较大幅度降低（图2），表明在道次间隔时间 内发生了奥氏体的静态再结晶，因此，这两道次 的变形对累积变形的贡献是有限的，第3道次的 形变温度为840℃，略高于A点(825℃)，从图3(c) 组织看到，此时已有铁素体沿奥氏体晶界析出， 3920um 大部分呈等轴状.这种在A,点以上形成的铁素体 图4780℃单道次变形0.98的组织形貌 处于亚稳状态，会发生逆相变可.由于铁素体的析 Fig.4 Microstructures after single pass deformation at 780C 出释放了部分畸变能，这一道次形变抗力增加不 从组织演变的结果来看，整个多道次变形可 明显（见图2）.第4道次设定的变形温度为810℃， 分为两个阶段，第一阶段以奥氏体的形变再结晶 在15℃s的冷速条件下A,温度为750℃，因此这一 为主，道次间隔时间可以相对较长，主要通过奥 道次处于A与A:之间，过冷奥氏体发生形变强化 氏体的动（静）态再结晶细化奥氏体晶粒，这与传 相变，.形变强化相变是一个以形核为主的过程， 统控制轧制的效果是大致相同的.第二阶段以过 铁素体的析出是以在奥氏体/铁素体相界面的反 冷奥氏体的形变强化相变为主，道次间隔时间尽 复形核为特征的，铁素体的长大在空间上受到 可能短一些，以达到累积变形的效果.本实验条 限制，最后得到的是等轴细小的铁素体，由于形 件下，后两道次累积的真应变为0.36，实现了多 变强化相变生成的铁素体马上受到形变的作用， 道次小变形工艺条件下铁素体晶粒的细化，这对 产生硬化，它与相变过程所造成的畸变能释放叠 于实际工业生产是非常有意义的. 加，这一道次的形变抗力稍有增加（见图2）.第5 22多道次热变形过程中的铁素体晶粒取向 道次变形温度为780℃，由于道次间隔时间较短1 分析图5为第4和第5道次所获得组织相邻 S,起到了累积变形的效果，铁素体的转变量相比 晶粒取向差分布及其所对应的晶粒组织模拟图， 前一道次有较大幅度提高，达到75.4%，是这一 从图中可以看出，在第4道次变形后，形成了以 温度平衡转变量的93%，铁素体晶粒尺寸为 大角度晶界（取向差大于15℃）为主的形变强化 (4.24±1.54)m.这与780℃单道次变形0.98时的细 相变铁素体晶粒.在第5道次变形后，组织仍以 化效果基本相同（见图4） 大角度晶界为主，晶粒尺寸相对于前一道次略有 0.04 0.03 0.02 0.01 0 1020 304050 60 铁素体晶粒间取向差/() (a第4道次 0.04 0.03 0.02 0.01 0 102030405060 铁素体晶粒间取向差/() (b)第5道次 图5多道次热变形第4和第5道次所获得组织相邻晶粒取向差分布 Fig.5 Misorientation distributions after the forth (a)and fifth pass deformation(b)in Fig.1V 匕1 . 2 6 N o . 5 赵 磊 等 : Q23 5 碳 素钢 多 道次 热 变形 中的组 织 演变 及性 能 一 5 0 9 - 近 有少 量 的针状 铁 素体 析 出 , 这 种 形态 的铁 素体 应 该是 淬火 冷 却 过程 产 生 的 `6] . 这 一 道 次 的形 变 抗 力有较 大幅 度 降低 ( 图 2) , 表 明在 道 次 间隔 时间 内发生 了奥 氏 体的静 态 再 结 晶 . 因此 , 这 两 道 次 的变 形对 累 积 变 形 的贡 献是 有 限 的 . 第 3 道 次 的 形变 温度 为 8 4 0 oC , 略 高 于A 。 点 (8 2 5 ℃ ) , 从 图 3 ( e ) 组织 看 到 , 此 时 己有 铁 素 体沿 奥 氏体 晶界 析 出 , 大部 分呈 等轴 状 . 这 种在 A 3 点 以上 形成 的铁 素 体 处于亚 稳状 态 , 会 发 生逆 相 变 17] . 由于 铁 素体 的析 出释放 了部分 畸 变 能 , 这 一 道 次形 变 抗力 增 加 不 明显 ( 见 图 2) . 第 4 道 次设 定 的变形 温度 为 8 10 ℃ , 在 15 ℃s/ 的冷 速 条件 下 A r3 温 度 为 7 50 ℃ , 因此 这一 道 次处 于 A 3与rA 3之 间 , 过冷 奥 氏 体 发生 形变 强化 相 变 . 形 变 强化 相 变 是一 个 以形核 为 主 的过 程 , 铁 素体 的析 出是 以在 奥 氏 体 /铁 素 体 相 界面 的反 复形 核 为特 征 的`幻, 铁 素体 的长大 在 空 间上 受 到 限制 , 最后 得 到 的是 等轴 细 小 的铁素 体 . 由于 形 变 强化相 变 生成 的铁素 体 马上 受 到形 变 的 作用 , 产生硬 化 , 它与 相变 过 程所 造 成 的 畸变 能释 放 叠 加 , 这 一道 次 的 形变 抗 力稍 有 增 加 ( 见 图 2) . 第 5 道 次变 形 温度 为 7 80 ℃ , 由于道 次 间隔 时 间较 短 1 s , 起 到 了累积 变 形 的效果 , 铁 素体 的转变 量 相 比 前 一 道 次有 较 大幅 度 提 高 , 达 到 75 .4 % , 是 这 一 温 度 平 衡 转 变 量 的 93 % , 铁 素 体 晶 粒 尺 寸 为 (4 .2 壮 1 , 54) 林m . 这 与 7 80 ℃ 单 道 次变 形 .0 98 时 的细 化 效果 基 本相 同( 见 图 4) . 图 4 7 8 0 ℃ 单 道 次变形 ￡叫〕 . 98 的组 织 形貌 F i g . 4 M i c ro st 邝 e tu re s a ft e r s in gl e P a s s d e fo r m a Uo n a t , 80 OC 从 组 织演 变 的 结果 来 看 , 整 个 多道 次 变形 可 分 为两 个 阶段 . 第一 阶 段 以奥 氏体 的形 变 再结 晶 为 主 , 道 次 间 隔时 间 可 以相对 较长 , 主 要通 过 奥 氏体 的动 ( 静 ) 态 再 结 晶细 化奥 氏体 晶粒 , 这与传 统控 制 轧 制 的效 果是 大致 相 同 的 . 第二 阶段 以过 冷 奥 氏体 的形 变 强化 相变 为 主 , 道 次 间隔 时 间尽 可 能短 一 些 , 以达 到 累 积 变形 的效果 . 本 实 验条 件 下 , 后 两道 次 累积 的真 应变 为 .0 36 , 实 现 了多 道次 小变 形 工 艺条 件 下铁 素 体 晶粒 的细 化 , 这对 于实 际 工 业生 产 是非 常 有 意义 的 . .2 2 多 道 次 热变 形 过程 中的铁 素 体 晶粒 取 向 分 析 图 5 为第 4 和 第 5 道 次所 获得 组 织相 邻 晶粒取 向差 分布 及其 所对 应 的晶粒 组 织模拟 图 . 从 图中可 以看 出 , 在 第 4 道 次 变 形后 , 形 成 了 以 大 角度 晶界 ( 取 向差 大于 巧 ℃ ) 为 主 的形 变强 化 相 变铁 素 体 晶粒 . 在 第 5 道 次变 形 后 , 组织 仍 以 大 角度 晶界 为主 , 晶粒 尺 寸相对 于 前一 道 次略 有 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 僻友嵘霉 0 . 0 1 0 0 10 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 铁素 体 晶粒 间取 向差 / (o ) ( a ) 第 4 道次 0 . 0 4 僻 0 . 0 3 壕 禽 0 . 0 2 籍 0 . 0 1 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 铁 素体 晶粒 间取 向差 / (o ) (b ) 第 5 道次 图 5 多道 次 热变 形 第 4 和 第 5 道 次所 获得 组 织相 邻 晶粒 取 向差分 布 F i g . 5 M is o r ien at it o n d is t r ib u it o n s a fet r t h e fo rt h ( a ) a n d if ft h P a s s d e fo r m a 住o n ( b ) in F i g . l