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300M(40CrNi2Si2MoVA)低合金超高強度鋼的熱變形行為及變形組織演變
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時間：2013-07-17
300M鋼是一種典型的低合金超高強度鋼，其國內(nèi)牌號為40CrNi2Si2MoVA，它是在4340鋼的基礎(chǔ)上，提高了Si和Ni的含量、增加了V元素而研發(fā)出來的。300M鋼具有高淬透性，經(jīng)淬火+回火后的抗拉強度和硬度分別可以達到1930～2100MPa和52～55HRC，是目前飛機結(jié)構(gòu)中使用強度最高的一個鋼種，廣泛應(yīng)用于制造各種重要承力構(gòu)件。南昌航空大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究者們基于300M鋼試樣在應(yīng)變速率為10s-1下的熱壓縮試驗結(jié)果，對其熱變形行為及變形組織演變進行了研究，研究結(jié)果可為300M鋼鍛件的實際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。
300M鋼的來料狀態(tài)為經(jīng)鍛造+正火+回火的棒料，將其加工成Φ8mm×12mm的圓柱形試樣后，在Gleeble熱模擬試驗機上進行熱壓縮。熱壓縮試驗溫度分別為700，750，800，850，900，950，1000，1050，1100，1150和1180℃；試樣以10℃·s-1的加熱速度加熱到壓縮溫度，保溫5min后開始壓縮；考慮到300M鋼鍛件的實際生產(chǎn)多在錘上進行，壓縮時的應(yīng)變速率取為10s-1；每個溫度試樣的高度壓下量分別為0%，5%，10%，15%，20%，25%,30%,40%,50%,對應(yīng)的真應(yīng)變分別為0，0.05，0.11，0.16，0.22，0.29,0.39,0.51和0.69；壓縮變形結(jié)束后，空冷。
試驗結(jié)果表明：
1）300M鋼在應(yīng)變速率為10s-1時存在3種特征應(yīng)力-應(yīng)變曲線。當(dāng)變形溫度為700～750℃時，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈流變失穩(wěn)型；當(dāng)變形溫度為800～1000時，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈雙峰不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶型；當(dāng)變形溫度為1050～1180℃時，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈單峰不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶型。
2）應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈流變失穩(wěn)型的變形組織存在絕熱剪切現(xiàn)象；應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈雙峰不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶型的變形組織發(fā)生了兩輪動態(tài)再結(jié)晶，熱變形過程中存在兩次晶粒細化現(xiàn)象；應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈單峰不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶型的變形組織僅發(fā)生了一輪動態(tài)再結(jié)晶，熱變形過程中僅存在一次晶粒細化現(xiàn)象。
3）300M鋼在應(yīng)變速率為10s-1下熱變形時，變形溫度高于900℃發(fā)生了較充分的動態(tài)再結(jié)晶；而變形溫度高于1100℃時，動態(tài)再結(jié)晶晶粒發(fā)生了明顯的長大現(xiàn)象。因此，為了獲得均勻、細小的動態(tài)再結(jié)晶變形組織，300M鋼的變形溫度以900～1100℃為宜。
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