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1、热模拟实验一系列方案一、实验目的采用Gleeble-3500 试验机对试验钢在不同温度和应变速率下进行热压缩变形试验1.测试了试验钢的真应力-真应变曲线；2.对高温形变奥氏体晶粒进行金相观察；3.结合试验钢真应力-真应变曲线特征参数和组织观察结果， 分析动态回复和动态再结晶行为的发生条件和演化过程；4.建立试验钢奥氏体的再结晶图，并计算试验钢的再结晶激活能，建立其动态再结晶动力学模型。二、实验试样 （1）试验材料为 25CrMo4（2）由初始时 40mm 的圆棒锻造成 20mm，锻造最低温度不得低于 950，以保证在锻造过程中工件内部不产生微裂纹，便于后续机加工，随后在 650时保温 1 小时
2、左右。（3）经过车床，最终切削为 10mm18mm 压缩试样，试样尺寸如图 3-1 所示。1.61.60.15A0.1518+0.5.1 10-.025A图 1 热压缩试验的试样尺寸（4 ）试样备注：试验中采用在试样两端面处涂润滑剂加厚度为 0.1mm 钽片，主要起隔离与润滑作用。（5 ）试验后取淬火试样沿径向中心线剖开，经不同粒度砂纸磨制，抛光后用饱和苦味酸+ 海鸥洗头膏水溶液腐蚀，将腐蚀液置于60的恒温水浴炉中，然后在金相显微镜下观察原始奥氏体晶粒的大小。三、实验方法（一）单道次热压缩试验 为了了解试验钢在特定变形条件下的流变行为，用 Gleeble-3500 热模拟机进行单道次轴对称热压
3、缩实验。考虑到 CWR 工艺轧制温度较高，且工件在连续大变形内一次成形，内部承受复杂多向应力，因此选取具有代表性、能涵盖 CWR 轧制特点的几种热工艺规程进行试验。(1) 动态再结晶流变曲线 工艺a: 实验目的：不同应变速率下的真应力真应变曲线b: 试验方法： 在确定动态再结晶(Dynamic Recrystallization，简称 DRX )流变曲线时，每一试验的试样首先被加热到特定温度 1200并保温一段时间。待奥氏体原始晶粒尺寸均匀化后，降低到不同变形温度 1100、1050、1000 、950 、 900，在三个数量级0.01、0.1、1.0 、10s -1 的变形速率下，统一变形到
4、 真应变 0.6。为得到再结晶晶粒尺寸，变形后立即淬火。不同变形条件的变形工艺曲线如图 3-5 所示。根据不同变形条件 Z (温度与变形速率的组合，Z= exp(Q/(RT)，将过程参量输入微机，在 Gleeble-3500 机上进行模拟&压缩。(不同变形温度 1100、1050、1000、950、900三个数量级 0.01、0.1 、1.0、 10s-1 的变形速率统一变形到真应变 0.6)C:实验结果 获得不同变形温度、不同应变速率下 25CrMo4 的真应力-真应变曲线 获得在各个具体温度下，不同应变速率下的应力-应变曲线 真应力-真应变曲线中实际提取的数值，画出动态再结晶图(2) 动态
5、再结晶动力学试验工艺 a: 实验目的：获得动态再结晶的体积分数公式b: 试验方法：对试样进行不同变形量压缩，观察其淬火组织，可得到动态再结晶体积分数与变形量之间的关系。实验的工艺规程见图 3-6 所示。将试样在 1200保温 5 分钟，待奥氏体均匀化后冷却到变形温度 1000，然后以 1.0s-1 的应变速率分别变形到不同的应变 0.2、 0.3、0.4 、0.6，快速淬火。对金相试样进行观察，测出动态再结晶的体积分数 XV。 120 , 5minZi, =0.610 /s10 /s停 留 时 间WQ120 , 5min10 /s10 /s停 留 时 间WQ10 ,1s-,图 3-5 动态再结
6、晶热加工工艺曲线 图 3-6 动态再结晶动力学工艺曲线Fig. 3-5 Technological process of DRX Fig. 3-6 Kinetics Curve of DRX 变形温度 10001.0 的变形速率统一变形到真应变 0.2、0.3、0.4、0.6结论：4 种结果。动态再结晶体积分数与变形量之间的关系（4 个点？） ； C: 实验结果 获得以 1.0s-1 的应变速率分别变形到不同的应变 0.2、0.3、0.4、0.6 时的体积百分数(3) 静态再结晶晶粒尺寸试验工艺 a: 实验目的：测定 奥氏体初始晶粒尺寸，为 获得晶粒长大的 Avrami 方程提供数据；b: 试
7、验方法： 静态再结晶(Static Recrystallization，简称 SRX)晶粒尺寸的测定以两种不同的原始奥氏体晶粒尺寸 12005min 和 10505min 为条件，再以 10/s 的速度降温到三个不同变形温度 Td(1050、1000、950)，考虑三个不同变形量 (0.2、0.35、0.5)，以两不同变形速率 (0.5、5.0s -1)变形，变形后保温一段时间 tREX 后立即淬火，热加工工艺曲&线见图 3-7。奥氏体初始晶粒尺寸测定工艺见图 3-8。加热到两种不同特定温度 1200、1050不同变形温度 Td1050、1000、 950三个不同变形量 (0.2、0.35、0
8、.5) 两不同变形速率 (0.5、5.0s-1)&C: 实验结果 测定各种对应情况下的 奥氏体初始晶粒尺寸(4)晶粒长大试验工艺 a: 实验目的：测定再结晶后晶粒长大的尺寸，为 得晶粒长大的 Avrami 方程提供数据；b: 试验方法：再结晶后晶粒长大的测定是先将试验加热到 1200奥氏体化，并保温 5min，再以10 /s 的速度降温到三个不同变形温度 Td(1050、1000、950)，变形到真应变 0.75，以5.0s-1 的变形速率变形。变形后保温四个不同时间立即淬火。时间 tgi(i=1，2，3 ，4) 的选取保证晶粒有明显的长大，工艺曲线见图 3-9。三个不同变形温度 Td(105
9、0、1000、950)统一变形到真应变 0.755.0 s-1 的变形速率选取保证晶粒有明显的长大的时间 tgi(i=1，2 ，3，4)T, 5min10 /s10 /s停 留 时 间WQ&tREXTd, ,T, 5min10 /s WQ图 3-7 静态再结晶工艺曲线 图 3-8 初始晶粒尺寸测定工艺曲线Fig. 3-7 Technological process of SRX Fig. 3-8 Technological process of original grain sizeC: 实验结果 测定各种对应情况下的 再结晶后晶粒长大的尺寸（二） 双道次热压缩试验 a: 实验目的：获得静态再
10、结晶的体积分数公式，获得静态再结晶的晶粒尺寸。b：试验方法：在变形间隔时间内或变形后静态再结晶的软化动力学通过双道次热压缩试验测定。实验用 Gleeble-3500 热模拟机对试样施以两次加载确定静态再结晶动力学曲线，其中两次加载法工艺曲线见图 3-10。120 , 5min10 /s10 /s停 留 时 间WQTd, 5s-1,0.75tgiT, 5min10 /s10 /s停 留 时 间Naturl colingtgiunloadingTd, ,&T, ,&停 留 时 间图 3-9 初始晶粒尺寸测定工艺曲线 图 3-10 两次加载法工艺曲线Fig. 3-9 Initial grain si
11、ze technological process Fig. 3-10 Double-hit technological process在热模拟机上，首先以 10/s 的速度加热试样到 1200 ，并保温 5min 以获得均匀尺寸的奥氏体晶粒，在此条件下得到某一奥氏体晶粒尺寸。然后以 10/s 的速度降温至三组不同的变形温度 Td(1050、1000、950)，保温 60s 以均温。接着以 5.0s-1 的变形速率对试样施以轴对称压缩并使之变形 (0.2、0.35、0.5) 。卸载后保温一定的时间 t (t1、t 2、t 3、t 4)，再以相同应变速率重新加载使应变量超过二次真应变应力曲线中的屈服强度即可卸载空冷。利用定量金相和光学显微镜测定静态再结晶结晶百分数和晶粒尺寸。C: 实验结果 测定各种对应情况下的 静态再结晶的体积分数 , 静态再结晶的晶粒尺寸
