喷射成形超高碳钢的超塑性等温锻造性能研究.pdfVIP

第25 卷 　第3期 材　料　热　处　理　学　报 Vol . 2 5 　No . 3 2 0 0 4 年 　6 月 TRANSACTIONS OF MATERIALS AND HEAT TREATMENT June 2 0 0 4 喷射成形超高碳钢的超塑性等温锻造性能研究 1 1 2 2 2 李小军 , 　吴建生 , 　章靖国 , 　史海生 , 　林一坚 ( 1 上海交通大学 高温材料及高温测试教育部重点实验室 ,上海 　200030 ; 2 上海宝钢研究院 前沿技术研究所 ,上海 　201900) 摘 　要 : 研究了喷射成形超高碳钢的显微组织 ,表征了其超塑性变形的力学特征 ,喷射成形超高碳钢 的最佳变形温度为 820 ℃,最佳应变速率为 25 ×10- 4 s - 1 。测定了超塑性等温锻造后喷射成形超高碳 钢的室温力学性能 ,并观察了其显微组织。结果表明 ,超塑性等温锻造工艺使超高碳钢的组织得到了 致密化 ,其原始组织主要是均匀、细密的珠光体 ,锻造后则大部分转变为细小的等轴铁素体晶粒以及弥 散分布于其上的碳化物的组织。 关键词 : 超高碳钢 ; 　喷射成形 ; 　超塑性 ; 　等温锻造 ; 　微观组织 ( ) 中图分类号: TG142 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2004 ( ) ( ) ( ) 　　超高碳钢 Ultrahigh Carbon Steel , UHCS 是指碳 试验用超高碳钢 UHCS3Si 的化学成分 wt % 含量为 10 %～21 wt % 的一类碳钢[1 ] 。由于其碳含 为 :125C 、298Si 、05Mn 、15Cr 、余 Fe 。采用真空感 量过高 ,在常规铸造条件下难以避免碳的偏析以及粗 应炉将超高碳钢熔炼并浇注成棒作为喷射成形的原 大碳化物的形成 ,也难以热加工时避免从奥氏体晶界 料。喷射成形工艺是在宝钢研究院自行研制的喷射 处析出粗大的网状碳化物 ,造成了超高碳钢的致命脆 成形设备上进行的 ,过热度为 150 ℃,雾化氮气的的 性 ,因而无法在工业上大规模应用[2 , 3 ] 。喷射成形技 压力为 22MPa ,喷嘴到水冷铜基板的距离为 360mm 。 术兼有快速凝固和近终形的特点[4 , 5 ] ,制备的材料具 采用DTA 测定其相转变温度为 804～840 ℃。超 有快速凝固组织的特征 ,如晶粒细小 ,合金化元素固 塑拉伸试验在 SHIMADZU AG 10 试验机上进行 ,并通 溶度高 ,偏析程度小以及产生非平衡亚稳相等。喷射 过不断调整夹头移动速度来保持试样变形时应变速 成形制备的超高碳材料在没有经过任何预先超塑化 率的基本恒定。拉伸试样标距处的尺寸为 15mm × 处理的条件下 ,具备良好的超塑性变形能力[6 ] 。一般 32mm ×8mm 。变形温度为760～910 ℃,应变速率为 来说 , 由于喷射成形工艺是使被雾化为细小液滴的金 8 ×10- 5 ～ 1 ×10- 2 s - 1 。 属 , 以半固态沉积完成凝固形成块体的,难以完全避 等温锻造的工艺参数是根据超塑性的变形条件 免半固态液