[发明专利]用于评价合金钢锻件中晶粒组织均匀性的方法

权利要求书

1.一种用于评价合金钢锻件中晶粒组织均匀性的方法，其特征在于，其具体实施步骤为：

S1、在热模拟试验机上对合金钢锻件进行热压缩试验，分别获得合金钢锻件在不同变形条件下的流变应力曲线和压缩后试样；

S2、根据步骤S1获得的流变应力曲线，建立合金钢锻件的本构模型，其具体表达式为：

式中，σ_p为峰值应力，为应变速率，Q为热变形激活能，R为摩尔气体常数，取8.314J·(mol·K)^-1，T为热力学温度，α为应力水平参数，A和n₁分别表示材料常数；

S3、根据步骤S1获得的压缩后试样，通过线切割加工将压缩后试样沿中心面切开，进行合金钢锻件的金相试验；

S4、利用回归分析分别对步骤S1的热压缩试验和步骤S3的金相试验的试验结果进行分析，并建立合金钢锻件的动态再结晶相关模型；

S41、根据影响微观晶粒组织的变形温度、应变速率和应变量因素，建立合金钢热变形晶粒演化模型；

S42、根据步骤S3获得的金相试样统计出的合金钢的晶粒尺寸数据，建立晶粒尺寸模型；

S5、分别根据步骤S2中合金钢锻件的本构模型和步骤S4中合金钢锻件的动态再结晶相关模型，搭建合金钢锻件的晶粒演化预测平台；

S6、采用模锻或者自由锻锻造方法对合金钢锻件进行挤压成形，得到合金钢锻件成形后动态再结晶体积分数分布；

S7、将步骤S6获得的合金钢锻件成形后动态再结晶体积分数分布分为完全再结晶区和未完全再结晶区；

S8、在步骤S7得到的完全再结晶区中选取适当节点，统计所选取节点的不同动态再结晶晶粒尺寸，并转换成相应的晶粒度等级；

S9、在步骤S7得到的未完全再结晶区中选取适当节点，统计选取节点的不同动态再结晶晶粒尺寸和残余原始晶晶粒尺寸，并转换成相应的晶粒度等级；

S10、针对步骤S7中的完全再结晶区，建立晶粒组织均匀性评价函数M，其具体表达式如下：

式中，G_avg为平均晶粒度等级；m为用于计算的晶粒度等级个数；G_i为第i个晶粒度等级；P_i为第i个晶粒度等级中包含的晶粒个数；P为所有晶粒度等级中包含的晶粒总数；

S11、针对步骤S7中的未完全再结晶区，建立晶粒组织均匀性评价函数K，其具体表达式如下：

式中，为第i个节点残余原始晶平均晶粒度等级；为第i个节点动态再结晶平均晶粒度等级；n为取样节点总数；

S12、将步骤S8得到的晶粒度等级代入步骤S10的晶粒组织均匀性评价函数M中，获得完全再结晶区晶粒组织均匀性函数值M，根据M值的大小判断完全再结晶区的晶粒组织均匀性的好坏；

S13、将步骤S9得到的晶粒度等级代入步骤S11的晶粒组织均匀性评价函数K中，获得未完全再结晶区晶粒组织均匀性函数值K，根据K值的大小判断未完全再结晶区的晶粒组织均匀性的好坏；

S14、根据是否优化合金钢锻件的成形工艺，判断是否重复步骤S7至步骤S13，从而得到合金钢锻件成形工艺。

2.根据权利要求1所述的用于评价合金钢锻件中晶粒组织均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：

S101、以10℃/s的升温速度将合金钢锻件的温度从室温迅速升温到1250℃；

S102、将合金钢锻件在1250℃的恒温条件下保温120s；

S103、以10℃/s的速度，将合金钢锻件的温度从1250℃降温到变形温度；

S104、在指定的温度下，对合金钢锻件保温30s，并进行均热；

S105、按设定的应变速率使合金钢锻件在指定的变形温度下发生变形，合金钢锻件的压缩量为60％；

S106、合金钢锻件在变形结束后迅速淬火，获得合金钢锻件高温变形后的微观组织。