4.钢的奥氏体形变与再结晶.ppt

* 4．钢的奥氏体形变与再结晶 4.1 热变形过程中钢的再结晶行为 一．高温变形曲线 T变形＞ 0.5Tm 加工硬化 动态回复(再结晶)相平衡 (a)变形速率一定，变形温度↑，σ↓ (b)变形温度一定，变形速率↓ ，σ↓ 奥氏体热加工真应力-真应变曲线与材料结构变化示意图 曲线三阶段: Ⅰ 动态回复阶段 ε↑，ρ↑，硬化＞软化 σ↑，位错消失速度↑，dσ/dε↓ Ⅱ 动态再结晶阶段 在应力峰值附近开始再结晶，ε↑，ρ↓，σ↓ 再结晶完成，应力达到一稳定值 Ⅲ (１) 连续动态再结晶 ε↑，应力稳定不变 εc 动态再结晶的临界变形量 εr 动态再结晶开始到终了所需的变形量 εc ＜εr 已经动态再结晶的晶粒又承受了变形,达到εc, 再次 发生再结晶, 即: 奥氏体内几轮动态再结晶可以同时发生 (２) 间断动态再结晶 应力呈波浪形变化 εc ＞εr 由于εr 小，第一轮再结晶完成后，已动态再结晶的晶粒所承受的变形小于εc， 不能立即发生第二轮动态再结晶，还需要继续变形，ε达到εc ，才能发生第二轮动态再结晶。 二．动态回复和动态再结晶 １．动态回复 A组 铁素体类 全应变区域只产生动态回复 6 亚晶是动态回复的重要标志 Z维持加工硬化率和动态回复率的动态平衡 B组 奥氏体类 低应变区发生动态回复 εm ――产生亚晶的临界变形程度 亚晶的平均直径 ds-1=a+blogZ ２．动态再结晶 B组 奥氏体类 ε＞εc 发生动态再结晶 6 影响εc 的因素有： ①变形温度 T↑，εc↓ ②变形速度 ↓，εc↓ 高温低速易发生动态再结晶 ③合金元素 ％↑，εc↑ ④原始奥氏体晶粒度 r0↑，εc↑ 再结晶后的晶粒尺寸 d-1 ∝ logZ d 与原始晶粒度和变形量无关 动态再结晶晶粒 静态再结晶晶粒 d的影响因素 变形速度、T r0、ε、T 形核方式 凸出形核 亚晶的成长 完成方式 成核＋长大 成核＋长大 位错密度 分布不均 低 强度与硬度 高 低 晶粒形态 变形状态 退火状态 εp——衡量动态再结晶的难易程度 图 2--15示出了εp 与Z的关系 : Z↑，εp↑ Nb、V钢：εp大， 动态再结晶困难 εp大，再结晶难 εp小，再结晶易 4.2 热加工变形后静态软化过程 热加工后，动态回复形成的组织是不稳定的，晶内位错密度高，保持高温会发生静态回复过程，即静态回复、静态再结晶和亚动态再结晶。三个过程由热加工变形量控制。 一．静态回复过程和相应的组织变化 １．变形量对静态回复过程的影响 图2--16示出了变形量对0.68%C钢的软化行为的影响 εs－静态再结晶的临界变形程度 εc－动态再结晶的临界变形程度 ①ε＜εs， a点， 静态回复 100秒后软化结束，软化率 ≈25% ②εs＜ε＜εc， b点，软化分二段： 静态回复 软化率45％ 100秒结束 静态再结晶 软化率100% 6 ③ε＞εc c点，软化分三段： 静态回复 软化率50% 100秒结束 亚动态再结晶 原来的动态再结晶晶核的继续长大 静态再结晶 软化率100% 软化开始前的位错密度增加，回复速度加快 ④ε↑↑，稳定区，d点，软化分二段： 静态回复 软化率50% 亚动态再结晶 软化率100%, 不需要孕育 . 变形量对软化行为的影响可用图2--18表示 ２．软化过程中组织的变化 (a)未再结晶（晶粒伸长）→回复→静态再结晶→晶粒长大 (b)动态再结晶（等轴晶粒）→亚动态再结晶→晶粒长大