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單道次壓縮實(shí)驗(yàn)- 單道次變形過(guò)程參數(shù)對(duì)組織性能的影響
       變形的過(guò)程參數(shù)是影響材料組織性能的重要因素，它主要由三個(gè)參數(shù)組成：a、變形溫度T對(duì)組織性能的影響；b、應(yīng)變量對(duì)組織性能的影響；c、冷卻速率對(duì)組織性能的影響。下面以研究“超級(jí)鋼SS400的軋制工藝與顯微組織和力學(xué)性能 ” 的實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行說(shuō)明。
（1）實(shí)驗(yàn)工藝
       實(shí)驗(yàn)用碳素結(jié)構(gòu)鋼SS400，進(jìn)行單道次壓縮變形實(shí)驗(yàn)，探討各變形工藝參數(shù)對(duì)最終鐵素體晶粒尺寸的影響，其變形工藝示意圖如圖3.2.6。

圖3.2.6 單道次壓縮實(shí)驗(yàn)工藝圖
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
       a、變形溫度的影響
              按圖3.2.6對(duì)SS400鋼在850℃、800℃和750℃分別進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?.6、應(yīng)變速率為5s-1的壓縮變形，變形后以10℃/s的速度冷卻，獲得的顯微組織如圖3.2.7a，b，c。從圖3.2.7看出，變形溫度由850℃降到800℃獲得的鐵素體晶粒細(xì)化，但變形溫度由800℃降到750℃，出現(xiàn)鐵素體晶粒大小不均，個(gè)別晶粒 粗大。這是因?yàn)?50℃已經(jīng)為鐵素體與奧氏體的雙相區(qū)，奧氏體相變后形成細(xì)小的鐵素體，而先共析鐵素體只有少數(shù)發(fā)生了靜態(tài)再結(jié)晶，大部分變形后形成長(zhǎng)條狀沒(méi)有得到細(xì)化。由這一實(shí)驗(yàn)可以初步斷定，為得到均勻、細(xì)小的等軸鐵素體，變形溫度選在800℃較為合適。


圖3.2.7 SS400鋼進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?.6的變形 后10℃/s冷卻的顯微組織 變形溫度：a. 850℃；b. 800℃；c. 750℃
        b、應(yīng)變量的影響
對(duì)SS400鋼按圖3.2.6在800℃進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?.2和0.4的變形，變形后水淬，獲得的顯微組織如圖3.2.8a，b。從圖3.2.8a，b看出，當(dāng)應(yīng)變?yōu)?.2和0.4時(shí)，在奧氏體的晶界處均誘發(fā)出細(xì)小的鐵素體。隨著應(yīng)變量的增大，應(yīng)變誘發(fā)鐵素體量增多、尺寸細(xì)化，且應(yīng)變誘發(fā)鐵素體在比較大的冷卻速度范圍內(nèi)長(zhǎng)大速度較慢。這說(shuō)明通過(guò)增大變形過(guò)程中的應(yīng)變量，能夠細(xì)化鐵素體晶粒。



圖3.2.8 SS400鋼800℃變形后淬火的顯微組織 應(yīng)變量：a、0.2；b、0.4

c、冷卻速率的影響
對(duì)SS400鋼按圖3.2.6在850℃進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?.6的變形，變形后分別以10℃/s、20℃/s和30℃/s的速度冷卻獲得的顯微組織如圖3.2.9 a，b，c。從圖3.2.9 a，b，c看出，冷卻速度從10℃/s提高到20℃/s鐵素體晶粒得到細(xì)化，從20℃/s提高到30℃/s晶粒細(xì)化不顯著，且大部分晶粒成為非等軸狀。這是因?yàn)槲⒓?xì)等軸的鐵素體晶粒通常從奧氏體晶界在小過(guò)冷度、低成長(zhǎng)速度下形成，冷卻速度加大，使鐵素體相變的過(guò)冷度加大，核長(zhǎng)大速度加大，因此，鐵素體易成為非等軸狀。從這一實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，為了獲得微細(xì)的等軸鐵素體，變形后的冷卻速度并非愈大愈好，存在一個(gè)最佳冷速。



圖3.2.9 SS400鋼在850℃進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?.6
變形后冷卻的顯微組織
冷卻速度：a. 10℃/s；b. 20℃/s；c. 30℃/s


綜上所述，為獲得細(xì)小的、等軸鐵素體晶粒，在800℃進(jìn)行較大應(yīng)變的變形，以20℃/s的速度冷卻較為合適。
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