[发明专利]一种海洋工程用低合金高强度钢热加工温度区间的确定方法

权利要求书

1.一种海洋工程用低合金高强度钢热加工温度区间的确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：在不同变形温度和应变速率下对低合金高强度钢进行高温压缩实验，获得低合金高强度钢的真应力-应变曲线数据；

步骤2：建立该低合金高强度钢高温流变应力本构方程，如下式所示：

式中：F(σ)为应力的函数，A为与变形无关的常数；Q为变形激活能(J/mol)；R为气体常数，为8.314J/(mol·K)；T为热力学温度(K)；σ表示峰值应力(MPa)；

其中，应力函数F(σ)有以下3种表达方式：ασ<0.8时，为低应力水平，ασ>1.2时，为高应力水平，F(σ)＝exp(βσ)；对于所有应力状态下F(σ)＝[sinh(ασ)]ⁿ；这里n为应力指数，为应变速率，n₁和β为材料常数，α为应力水平参数；若求出α、A、n、Q，即能够通过热变形本构方程描述材料的高温流变特征；

步骤3：根据动态材料模型建立的材料热加工图能够较为直观的反映不同温度及应变速率下材料的变形规律；描述材料功率耗散特征的功率耗散效率因子η和失稳判据表示为：

其中m是应变速率敏感因子，同一应变量下，在温度-应变速率的二维平面上，画出η的等值线图，即功率耗散图，再绘出参数为负的区域，即热加工失稳图，将二者结合到一起即得到了材料的热加工图；观测低合金高强度钢在不同变形条件下的显微组织，和热加工图相结合，确定热加工图中的流变失稳区、动态再结晶区和动态回复区；

步骤4：将步骤2建立的本构方程和步骤3得到的热加工图结合起来研究材料的热变形行为，利用建立的本构模型预测不同变形条件下的应力应变曲线，不同的变形条件对应着热加工图中的不同位置，确定不同变形条件下的功率耗散效率因子，进而确定材料的热变形组织演变机制以及热加工温度区间。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程用低合金高强度钢热加工温度区间的确定方法，其特征在于，所述的低合金高强度钢的化学成分及质量百分含量为：C：0.10％～0.80％；Mn：0.40％～1.50％；Si：0.10％～1.0％；Cr：0.50％～2.0％；Mo：0.10％～1.0％；V：0.01％～0.5％；P≤0.005％；S≤0.005％；余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的一种海洋工程用低合金化高强度钢热加工温度区间的确定方法，其特征在于：步骤1中所述的变形温度为850～1200℃，变形温度的间隔区间为100℃，所述应变速率分别为0.1s^-1、1s^-1、10s^-1，真应变量为0.9。

4.根据权利要求1所述的一种低合金化高强钢热变形组织演变机制及热加工性能的确定方法，其特征在于：步骤2中α＝β/n₁，而n₁和β分别由和直线斜率倒数的平均数，根据线性回归求得此值；步骤2中的n为线性关系的斜率倒数；由式(1)对1/T求偏导得

将R、n及ln[sinh(ασ)]-1/T线性关系的斜率的值代入式(4)，便得到步骤2中的热变形激活能Q和A；步骤3中的m通过斜率得到。