热-力-相变耦合下BR1500HS高强度钢热成形数值模拟(7)
II) 不同冷却速度的显微组织
如图2-6所示为在光学显微镜下观测到的恒温拉伸试样连续冷却转变组织形貌。如图2-6（a）所示冷速为0.5℃/s冷至640℃水淬组织的显微组织形貌，可以发现其显微组织由马氏体、珠光体和铁素体组织构成，1和5℃/s，因此可以判断冷速为0.5℃/s在579℃和700℃温度范围出现相变为珠光体相变区。
(a) 0.5℃/s (b) 1℃/s
(c) 5℃/s (d) 10℃/s
(e) 20℃/s (f) 30℃/s
图2-6 光学显微镜下的恒温拉伸试样不同冷速的组织形貌
如图2-6（b）所示冷速为1℃/s冷至常温水淬组织的显微组织形貌，可以发现其显微组织由马氏体与珠光体类和少量铁素体组织组织构成因此可以判断冷速为1℃/s在冷至664℃开始相变，至579℃相变结束的相变区域仍为珠光体相变区。如图2-6（c）所示为5℃/s冷至465℃水淬的显微组织形貌。可以发现冷至465℃水淬组织由马氏体、贝氏体组织构成。如图2-6（d）所示冷却速度为10℃/s相变组织形貌，其为马氏体和贝氏体混合组织。如图2-6（e）冷却速度为20℃/s冷至450℃水淬组织，为马氏体和贝氏体混合组织，而图2-6（f）冷却速度为30℃/s的组织，全部为马氏体。
III) 动态CCT曲线
根据不同冷却速度冷却得到的膨胀曲线上的相变温度，以及连续冷却转变显微组织，绘制成实验材料的相变动力曲线图。将珠光体、贝光体和马氏体转变开始温度和终了温度等通过计算机Origin 软件把其标在“温度—时间”为坐标的转变图上，便得到了如图2-7所示的动态CCT曲线图。
图2-7 实验材料动态CCT曲线
2. 非等温拉伸实验
图2-8所示为非等温拉伸实验冷却至不同温度下情况下的微观组织形貌。表2-5所示为对应非等温拉伸实验的变形时的冷速。可以发现其变形时的冷却速度范围介于10℃/s~16℃/s。按照图1-5的动态CCT曲线，如果冷却速度在10℃/s~16℃/s时，其微观组织应该为贝氏体和马氏体组织。然而，非等温拉伸实验的结果却显示，其形成的微观组织没有发现马氏体组织，贝氏体组织也仅低于550℃的情况下发现，并且数量很少。并且发现除了700℃非等温拉伸材料在变形过程中的温度冷却呈线性变化外，其他实验材料在整个实验过程中的温度变化都呈非线性降温，这可能与变形过程中出现动态回复与再结晶有关。
图2-8 光学显微镜下不同温度非等温拉伸情况下的微观组织形貌 700℃, (b) 650℃,(c)600℃, (d)550℃, (e) 500℃, (f)450℃, (g)400℃
表2-5非等温拉伸实验的变形时的冷速
最终变形温度/℃ 700 650 600 550 500 450 400
冷速℃/s 14 10.4 11 11.6 11 14 15.7
图2-9 不同温度下非等温拉伸单向拉伸试验位移和温度的变化 (a) 700℃, (b) 650℃,(c)600℃, (d)550℃, (e) 500℃, (f)450℃, (g)400℃
2.6 结论
实验材料的相变与变形温度和冷却速度有密切关系，在800℃进行非等温变形与950℃等温变形，即使在相同的变形速率、变形程度和冷却速度，所得的微观组织也不同。950℃等温变形时冷却速度在10℃/s~16℃/s时，其微观组织为贝氏体和马氏体组织，而800℃进行非等温变形，变形在500℃以上结束的微观组织主要有铁素体与珠光体构成，变形到500℃，以及之下结束的微观组织才出现少量的贝氏体，但没有马氏体，即铁素体、珠光体和少量贝氏体三相混合组织构成。
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