[发明专利]一种含硼微合金钢热成形工艺参数的确定方法

摘要

本发明涉及一种含硼微合金钢热成形工艺参数的确定方法。其技术方案是：以热模拟实验得到的真应力σ数据和真应变ε数据为基础，确定含硼微合金钢的动态再结晶条件，绘制不同应变的热加工图和激活能图，以热加工图中的安全区和动态再结晶区的重叠区域内激活能Q变化最小且波动不超过1％的区域为对应应变的热成形工艺窗口，热成形工艺窗口内功率耗散系数η最大值所对应的温度T和变形速率为对应应变的热成形工艺参数。本发明不仅能有效避免含硼微合金钢出现粗晶、混晶和裂纹等缺陷，获得相对均匀的动态再结晶组织，且能量利用率高，确保高效生产和产品质量。

主权项

1.一种含硼微合金钢热成形工艺参数的确定方法，其特征在于所述确定方法包括以下步骤：1)将含硼微合金钢试样以10K/s的速率加热至1500K，保温3～5min；再以3K/s的速率冷却至1150～1500K，保温2～3min；然后在相同的温度条件下，以变形速率等温压缩至真应变ε＝0.7，获得含硼微合金钢高温塑性变形时的真应力σ数据、真应变ε数据和σ‑ε曲线；2)依据σ‑ε曲线，设定真应力σ、真应变ε、变形温度T和变形速率间的函数关系式(1)中：a₀、a₁、a₂……a₁₁表示不同的回归系数；所述回归系数的取得：将步骤一得到的真应力σ、真应变ε、变形温度T和变形速率代入式(1)，即得回归系数的具体数值：a₀＝1.05319E+01，a₁＝‑4.75250E‑03，a₂＝‑4.37606E‑09，a₃＝1.75814E‑05，a₄＝‑2.32102E‑02，a₅＝‑4.07973E‑01，a₆＝4.33500E‑01，a₇＝‑4.91153E‑04，a₈＝‑2.47840E‑04，a₉＝1.01443E+01，a₁₀＝‑6.16723E‑04，a₁₁＝8.21663E‑01；再用所述回归系数的具体数值替换式(1)对应的a₀、a₁、a₂……a₁₁，获得含硼微合金钢的本构关系模型；3)根据所述真应力σ、真应变ε和含硼微合金钢的本构关系模型，依次确定：速度敏感系数功率耗散系数和失稳系数在变形温度‑应变速率坐标系中，分别绘制功率耗散系数η分布图和失稳系数ξ分布图，再将功率耗散系数η分布图和失稳系数ξ分布图叠加，得到热加工图；4)根据所述真应力σ数据、真应变ε数据和含硼微合金钢的本构关系模型，确定θ‑σ曲线关系，θ表示应变硬化速率，依动态再结晶的开始点对应于θ‑σ曲线的拐点，确定含硼微合金钢的动态再结晶条件，在热加工图中画出动态再结晶区；5)依失稳系数ξ大于0的区域为成形安全区，确定所述热加工图中的安全区和动态再结晶区的重叠区；6)根据所述真应力σ数据、真应变ε数据、含硼微合金钢的本构关系模型和变形与热力参数间的函数关系确定激活能Q，然后在所述重叠区中绘制激活能Q等值线图；所述变形与热力参数间的函数关系中：A表示材料常数，n为应力指数，R为气体常数；7)以所述重叠区内激活能Q等值线稀疏且激活能Q的相对标准差≤1％的区域为热成形工艺窗口；8)以热成形工艺窗口内功率耗散系数η最大值所对应为的温度T和变形速率为含硼微合金钢的热成形工艺参数。