[发明专利]一种测定材料静态再结晶体积分数的方法

说明书

本发明公开了一种测定材料静态再结晶体积分数的方法，应用热力模拟试验机进行一组单道次压缩试验，得到应力应变曲线，进行数据拟合、微分操作，得到加工硬化率与相应的应力之间的关系曲线，从曲线中的拐点判断发生动态再结晶的临界应变ε_c；应用热力模拟试验机进行一组双道次压缩试验，双道次的总变形量小于单道次的变形量，且双道次压缩试验中的每一道次变形量ε₀均小于单道次压缩试验确定出的动态再结晶临界应变量ε_c；采用多项式分别对单道次、双道次中应力应变曲线进行拟合，分别进行积分操作，得到相应的应变能；最后计算静态再结晶体积分数。本发明考虑了回复、动态再结晶对静态再结晶体积分数的影响，能够更准确测定钢铁材料奥氏体静态再结晶体积分数。

技术领域

本发明涉及一种测定材料在轧制过程中组织演化的方法，特别涉及一种测定材料静态再结晶体积分数的方法。

背景技术

在材料进行热加工成形过程中，其内部会同时发生加工硬化和回复、再结晶软化两个过程。再结晶方式存在动态再结晶、亚动态再结晶和静态再结晶，而静态再结晶亦是加工过程中的一个重要的软化方式。研究材料在成形过程中的静态再结晶的规律对于控制热加工时的组织与性能具有重要意义。

针对新钢种或新工艺下，在轧制道次间隔时间的组织变化的数学模型研究的前提是获取静态再结晶体积分数。测定奥氏体静态再结晶软化率可以通过金相组织观察和双道次变形的方法，由于前者工作量太大，所以通常不采用。因此，后者得到了普遍应用。然而，基于双道次变形方法，出现了许多计算静态再结晶软化率的方法。主要有0.2％补偿法、2％补偿法、5％全应变法、后插法、平均应力法及面积法。

双道次变形测定静态再结晶体积分数的原理是基于两道次间的奥氏体软化所导致两道次应力或应变能产生的差异。如，用0.2％补偿法、2％补偿法、5％全应变法是基于某一个应力值进行计算，容易产生偶然误差和系统误差，现有的面积法或平均应力法没有明确规定双道次的变形条件和用于计算的道次变形量，需要依赖外推模型，这会导致不同的研究人员得到不同结果，尤其在变形时，材料发生动态再结晶的情况，仍然按照现有方法计算，结果是不科学和不合理的。因此，不同的方法得到的结果不一致，有的甚至相差甚远，为了更准确地预测出在轧制道次间隔时间的静态再结晶分数，以建立轧制道次间隔时间的组织变化的数学模型，还需提出更准确的测定方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种测定材料静态再结晶体积分数的方法，该方法根据实际的单道次试验数据，得到真实的应变能，以剔除动态再结晶的影响，能够更准确测定材料奥氏体静态再结晶体积分数。

为了实现发明目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

1)应用热力模拟试验机进行单道次压缩试验，将一组试样加热、保温，然后以设定冷却速度冷却到不同变形温度、保温，以设定应变速率和变形量将试样压缩，采集试验过程中的应力和应变数据，得到应力应变曲线；对得到的单道次应力应变曲线进行数据拟合、微分操作，得到加工硬化率与相应的应力之间的关系曲线，从曲线中的拐点判断发生动态再结晶的临界应变ε_c，若曲线无拐点，则未发生动态再结晶，若有拐点，说明发生了动态再结晶；发生动态再结晶的临界应变ε_c用于设定双道次压缩的道次变形量，以及用于确定静态再结晶体积分数计算方法的选取，单道次压缩的应力应变曲线用于计算变形过程中消耗的应变能。

2)应用热力模拟试验机进行双道次压缩试验，用于试验的一组试样状态与步骤1中的试样一致，加热、保温、冷却以及变形温度、变形速度条件均与步骤1中单道次压缩试验相同；双道次的总变形量小于单道次的变形量，且双道次压缩试验中的每一道次变形量ε₀均小于单道次压缩试验确定出的动态再结晶临界应变量ε_c。