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300M(40CrNi2Si2MoVA)低合金超高强度钢的热变形行为及变形组织演变
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-07-17
300M钢是一种典型的低合金超高强度钢，其国内牌号为40CrNi2Si2MoVA，它是在4340钢的基础上，提高了Si和Ni的含量、增加了V元素而研发出来的。300M钢具有高淬透性，经淬火+回火后的抗拉强度和硬度分别可以达到1930～2100MPa和52～55HRC，是目前飞机结构中使用强度最高的一个钢种，广泛应用于制造各种重要承力构件。南昌航空大学材料科学与工程学院的研究者们基于300M钢试样在应变速率为10s-1下的热压缩试验结果，对其热变形行为及变形组织演变进行了研究，研究结果可为300M钢锻件的实际生产提供理论指导。
300M钢的来料状态为经锻造+正火+回火的棒料，将其加工成Φ8mm×12mm的圆柱形试样后，在Gleeble热模拟试验机上进行热压缩。热压缩试验温度分别为700，750，800，850，900，950，1000，1050，1100，1150和1180℃；试样以10℃·s-1的加热速度加热到压缩温度，保温5min后开始压缩；考虑到300M钢锻件的实际生产多在锤上进行，压缩时的应变速率取为10s-1；每个温度试样的高度压下量分别为0%，5%，10%，15%，20%，25%,30%,40%,50%,对应的真应变分别为0，0.05，0.11，0.16，0.22，0.29,0.39,0.51和0.69；压缩变形结束后，空冷。
试验结果表明：
1）300M钢在应变速率为10s-1时存在3种特征应力-应变曲线。当变形温度为700～750℃时，应力-应变曲线呈流变失稳型；当变形温度为800～1000时，应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型；当变形温度为1050～1180℃时，应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型。
2）应力-应变曲线呈流变失稳型的变形组织存在绝热剪切现象；应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型的变形组织发生了两轮动态再结晶，热变形过程中存在两次晶粒细化现象；应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型的变形组织仅发生了一轮动态再结晶，热变形过程中仅存在一次晶粒细化现象。
3）300M钢在应变速率为10s-1下热变形时，变形温度高于900℃发生了较充分的动态再结晶；而变形温度高于1100℃时，动态再结晶晶粒发生了明显的长大现象。因此，为了获得均匀、细小的动态再结晶变形组织，300M钢的变形温度以900～1100℃为宜。
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