C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼高溫力學(xué)性能及熱力學(xué)研究

C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼，其化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：0.06~0.12C，≤0.05Si，1.2~2.0Mn，0.35~0.65Cr，≤0.0015P，≤0.01S，0.02~0.07Als，≤0.0045N。其組織由鐵素體和馬氏體兩相組成，馬氏體以細(xì)小島狀分布在鐵素體晶界上，鐵素體晶粒尺寸為10～15μm。硬質(zhì)相以孿晶馬氏體為主，鐵素體基體中存在大量位錯(cuò)，位錯(cuò)相互纏結(jié)成胞狀。實(shí)驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度為670MPa，屈服強(qiáng)度為380MPa，伸長率為24%。熱模擬實(shí)驗(yàn)材料取熱軋中間坯料。

在Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)上采用單道次壓縮試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)工藝要求，采用圓柱壓縮試樣，試樣加工尺寸為φ8mm×15mm。實(shí)驗(yàn)過程中，試樣以10℃/s的速度加熱到1180℃，保溫3min使其奧氏體化，然后以10℃/s的冷卻速度將試樣分別冷至1100、1050、1000、950、900和850℃時(shí)變形，壓下率為70%，變形速率分別為1、10和30s-1，變形后水淬冷卻至室溫。

C-Mn-Cr系冷軋熱鍍鋅雙相鋼在低應(yīng)變速率(1s-1)時(shí)，從850℃到950℃，在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)是加工硬化型，1000～1100℃，試樣由動(dòng)態(tài)回復(fù)型向部分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型轉(zhuǎn)變。在變形速率為10s-1、變形溫度為900℃時(shí)，試樣在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)是加工硬化型。在950℃以上，試樣為動(dòng)態(tài)回復(fù)型。變形速率為30s-1時(shí)，試樣在全應(yīng)變區(qū)域內(nèi)為動(dòng)態(tài)回復(fù)型。實(shí)驗(yàn)鋼熱變形抗力隨變形速率的增加而增加。并且隨變形溫度的降低、變形速率的升高，峰值應(yīng)力增加，而且其所對應(yīng)的峰值應(yīng)變向較高應(yīng)變方向移動(dòng)。C的活度在鐵素體相變前，其活度隨溫度降低緩慢升高，伴隨鐵素體相變開始，其活度迅速升高，當(dāng)鐵素體相變結(jié)束后繼續(xù)降低溫度，C的活度迅速下降。Fe的活度隨溫度降低緩慢升高，Si、Mn、Cr的活度隨溫度變化不大。不同溫度條件下滲碳體和M7C3相各合金元素的比例不同，通過高溫形變，增加了奧氏體的形變儲能，一方面變形使奧氏體晶粒拉長，晶界面積增加；另一方面變形改變了晶界的結(jié)構(gòu)，使原子排列更加無序，導(dǎo)致單位面積的晶界能增加。熱變形條件下C、Mn、Cr等合金元素?cái)U(kuò)散速度大于平衡狀態(tài)，加快了相組成的重排過程。