20%钢慢速率高温流变实验和模拟科学通报.pdf

2013 年 第58 卷 第 10 期：940 ~ 945 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS # 20 钢的慢速率高温流变实验和模拟 ① ①* ① ①② ①② ①② ①② ① 李建峰 , 宋茂双 , 邵同宾 , 夏莹 , 张桂男 , 周微 , 陈雪霏 , 王茜 ① 中国科学院广州地球化学研究所, 同位素地球化学国家重点实验室, 广州 510640; ② 中国科学院大大学, 北京 100049 * 联系人, E-mail: msong@ 2012-10-14 收稿, 2012-10-30 接受 国家自然科学基金和中国科学院“百人计划” (KZCX0733221A 07)资助 # 摘要 碳钢种类繁多且广泛应用于建筑、汽车制造等领域. 选择其中的 20 低碳钢, 利用 关键词 # Paterson 高温高压流变仪在恒温条件下, 完成了单阶恒应变速率和多阶突变应变速率两类 20 低碳钢 −5 −3 − 1 应力-应变 轴向压缩实验. 实验条件如下: 温度700~900 ℃, 围压100~300 MPa, 应变速率10 ~10 s . 测定了不同条件下变形过程中的应力-应变曲线, 并进行了流变本构方程计算. 结果显示, 慢速率 Paterson 高温高压 流变本构方程中的参数对应变的函数依赖关系与快速变形时类似. 由本构方程模拟计算所 流变仪 得的流变应力可以很好地拟合单阶恒应变速率实验; 由于多阶突变应变速率实验受变形历 流变本构方程 史影响大, 因此拟合精度较差但仍可接受. 另外, 研究表明, 在慢速率变形时无论是低温的 # 铁素体相还是高温的奥氏体相, 20 钢的流变行为均可用相同的流变本构方程进行描述, 但 是相变区的流变行为则不同, 需要对lnA 的表达式稍作修正. 金属材料因具有高的韧性和延展性而明显区别 (高温)下发生慢速率热变形, 因此对于慢应变速率流 于非金属材料, 因此金属材料在承受应力时,