37Mn5钢高温变形抗力模型及动态再结晶动力学模型研究.pdf

第33卷第5期 武汉科技大学学报 V01．33．No．5 ofWuhan ofScienceand 2010年10月 Journal University Technology oct．20lO 37Mn5钢高温变形抗力模型及动态 再结晶动力学模型研究 王晓明，洪慧平，王 孟，马存强，程 政，梁蓬霞 (北京科技大学材料科学与工程学院，北京，100083) 摘要：通过Gleeble热模拟试验获得不同变形条件下37Mn5钢的应力应变试验数据，采用不同模型对试验数 据进行回归，找到适舍37Mn5钢高温变形时的变形抗力模型。同时，通过计算得到了该钢的动态再结晶动力 学方程和动态再结晶体积分数表达式。将以上模型的计算值与实测值进行比较，结果表明，计算值与实测值 非常接近。 关键词：37Mn5铜；变形抗力；动态再结晶；动力学 中图分类号：TGl42文献标志码：A 文章编号：1674—3644(2010)05一0497一04 37Mn5钢作为一种常用的合金结构钢，是生 表1 37Mn5钢的化学成分(wI／％) Table1Chemical of37Mn5steel 产J55级石油套管的专用钢种，广泛应用于石油 compositions 化工行业[1≈]。生产过程中，管坯表面裂纹和穿管 C Mn Si P S 0．36 1．29 0．26 0．018 0．007 折叠等缺陷是造成J55油井管不合格的主要原 1．2试验方法 因【3]。目前针对该钢质量缺陷的研究主要集中在 在Gleeble一1500热模拟试验机上进行恒温、 钢水冶炼和连铸过程¨]。国内针对变形原因造成 恒应变速率压缩试验。变形温度为800、900、 37Mn5钢热缺陷的研究较少，尤其是针对37Mn5 1 000、1150℃，应变速率为0．1、3、10s～。试样 钢的高温变形抗力模型还未见文献报道。为此， 以10℃／s的升温速率加热到1250℃，保温5 本文通过热模拟试验，找到适合37Mn5钢的高温 rain，再以5℃／s的速率降温至设定的变形温度， 变形抗力模型，并对该钢种的动态再结晶进行研 保温30S，然后按预先设定的变形温度和应变速 究，建立动态再结晶数学模型，以期为进一步研究 率进行压缩变形，最大真应变为0．8。 热塑性变形的数值模拟提供准确的数学模型。 1试验材料与方法 2结果与分析 1．1试验材料 2．1应力一应变曲线 热压缩试样取自37Mn5热轧棒材，其化学成 根据热压缩试验数据得出热压缩过程中试样 mm×15mm 的应力一应变曲线，如图1所示。由图1中可以看 分如表1所示。将棒材加工成西10 的圆柱试样。 出，变形温度为900～1150℃、应变速率为0．1 s一1