[发明专利]一种贝氏体钢热成形工艺窗口的确定方法

摘要

本发明涉及一种贝氏体钢热成形工艺窗口的确定方法。其技术方案是：以热模拟实验得到的真应力σ和真应变ε数据为基础，确定贝氏体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变化最小且波动小于等于1％的区域为对应应变的热成形工艺窗口。本发明能有效避免贝氏体钢出现粗晶、混晶和裂纹等缺陷，获得相对均匀的动态再结晶组织，从而确保产品的性能质量。

主权项

1.一种贝氏体钢热成形工艺窗口的确定方法，其特征在于所述确定方法包括以下步骤：1)将贝氏体钢试样以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；然后在相同温度的条件下，以变形速率等温压缩至真应变ε＝0.7，获得贝氏体钢高温塑性变形时的真应力σ数据和真应变ε数据，得到σ‑ε曲线；2)依据σ‑ε曲线，设定关于真应力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)中对应的a₀、a₁、a₂……a₁₁，得到贝氏体钢的本构关系模型；3)根据所述真应力σ、真应变ε和贝氏体钢的本构关系模型，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‑应变速率的对数坐标系中，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数据和所述本构关系模型，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，确定贝氏体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、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。