鑄態(tài)2.25Cr1Mo0.25V鋼的高溫?zé)嶙冃涡袨?/h1>
2012-08-01 08:26:16焦永振安紅萍劉建生
太原科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年5期
焦永振，安紅萍，劉建生
(太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原030024)
隨著石油冶煉技術(shù)的發(fā)展，加氫反應(yīng)器作為煉油工業(yè)中的重要部件向著設(shè)備大型化、高性能的趨勢(shì)發(fā)展。2.25Cr1Mo0.25V鋼以其更高強(qiáng)度、良好的抗高溫回火脆性及優(yōu)越的抗堆焊層氫剝離性迅速成為了制造加氫反應(yīng)器的首選材料[1]。目前，國內(nèi)對(duì)該鋼也做了些研究[2-5]，他們研究了鍛態(tài)下的組織、性能、工藝熱變形行為。但對(duì)鑄態(tài)2.25Cr1Mo0.25V鋼的熱變行為涉及相對(duì)較少。在熱變形過程中，形變溫度、應(yīng)變速率和流變應(yīng)力等熱力學(xué)參數(shù)都會(huì)影響材料的熱變形力學(xué)行為，而材料的熱變形力學(xué)行為，又是衡量材料塑性加工性能的一個(gè)重要指標(biāo)。本工作研究了2.25Cr1Mo0.25V鋼在鑄態(tài)下的熱變形行為，分析在熱壓縮過程中熱力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，為相關(guān)的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1 試驗(yàn)方法與過程
本次試驗(yàn)所用材料為中國二重冶煉的234t大型2.25Cr1Mo0.25V鑄態(tài)鋼錠，取樣位置位于錠身處距冒口1 400 mm處，從鋼錠中心部位，沿半徑方向由內(nèi)而外的等軸晶區(qū)內(nèi)，其化學(xué)成分如下表所示:
表1 2.25Cr1Mo0.25V鋼的化學(xué)成分(%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.1.Chemical compositions of 2.25Cr1Mo0.25V steel in wt%
將取下的材料制成尺寸為?8×12 mm的圓柱體試樣，采用Gleeble-1 500D熱模擬試驗(yàn)機(jī)做熱壓縮試驗(yàn)，形變溫度分別為950℃，1 050℃，1 150℃，1 250 ℃，應(yīng)變速率分別為 0.005 S-1，0.01 S-1，0.1 S-1，真應(yīng)變?yōu)?0.5，試驗(yàn)流程如圖所示(圖 1)。
試樣高溫變形后，應(yīng)立即進(jìn)行急冷，使其保留高溫形變結(jié)束時(shí)的組織。將熱壓縮變形后的試樣，采用線切割機(jī)床沿軸線方向剖開后，進(jìn)行磨制、拋光，用加洗潔精的過飽和苦味酸溶液在40℃的溫度下進(jìn)行腐蝕，并采用ZAISS Imager.A1m光學(xué)顯微鏡觀察組織，用截線法測量觀察到的晶粒尺寸，測定晶粒個(gè)數(shù)不少于300個(gè)。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖Fig.1 The experiment procedure
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 不同形變參數(shù)下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖
圖2 不同變形條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線Fig.2 True stress-true strain curves under different deformation conditions
圖2是最大變形量為40%時(shí)，在不同的溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變圖。從圖中可以看出，應(yīng)力應(yīng)變曲線的類型包括，加工硬化型曲線、動(dòng)態(tài)回復(fù)型曲線和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶曲線。在溫度較低，應(yīng)變速率較大的條件下，真應(yīng)力應(yīng)變曲線呈動(dòng)態(tài)回復(fù)型;在溫度較高，應(yīng)變速率較低的條件下，真應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型。
溫度為950℃，應(yīng)變速率為0.005 S-1和0.01 S-1條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特征為，流變應(yīng)力隨著應(yīng)變值的增加而增大，符合屬于加工硬化型應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。溫度為950℃，應(yīng)變速率為0.1 S-1和1 050℃各個(gè)應(yīng)變速率條件下的曲線特征為，其流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而增大，當(dāng)達(dá)到某個(gè)定值時(shí)逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，符合動(dòng)態(tài)回復(fù)型曲線的變化規(guī)律。在溫度為1 150℃和1 250℃的條件下，各應(yīng)變速率下的曲線的特征為，流變應(yīng)力先增大到一個(gè)峰值，然后隨應(yīng)變的增加，流變應(yīng)力有所降低，降低到某一定值后進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)態(tài)的平衡階段，該特征符合動(dòng)態(tài)再結(jié)晶類型曲線的變化規(guī)律。
從應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2中可以看出，在溫度和應(yīng)變量相同的條件下，應(yīng)變速率越低，峰值應(yīng)力越小，峰值應(yīng)變?cè)叫?。如在溫度? 050℃，應(yīng)變速率為0.1S-1條件下的峰值應(yīng)力為 100.12 MPa，應(yīng)變速率為 0.01 S-1條件下的峰值應(yīng)力為 72.028 MPa，應(yīng)變速率為0.005 S-1條件下的峰值應(yīng)力為61.357 MPa.由于應(yīng)變速率較低時(shí)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生，抵消了加工硬化作用，使得材料的流變應(yīng)力降低。隨著應(yīng)變速率的提高，峰值應(yīng)力和應(yīng)變會(huì)隨之增大，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)變得困難。由于應(yīng)變速率的增加，峰值應(yīng)力增大，導(dǎo)致變形抗力增大，不利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行，因此在該條件下加工硬化在熱壓縮過程中占主導(dǎo)地位，致使流變應(yīng)力增大。
在應(yīng)變速率和應(yīng)變量相同的條件下，材料的流變應(yīng)力、峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變均隨著形變溫度的升高而呈現(xiàn)降低的勢(shì)態(tài)。如在應(yīng)變速率為0.005 S-1，溫度為950℃的條件下，峰值應(yīng)力為98.892 MPa，溫度為1 050℃的條件下，峰值應(yīng)力為61.357 MPa，溫度為1 150℃的條件下，峰值應(yīng)力為40.023 MPa，溫度為1 250℃的條件下，峰值應(yīng)力為26.815 MPa。由于當(dāng)形變溫度較低時(shí)，能量較低，無法使位錯(cuò)產(chǎn)生攀移和交滑移，此時(shí)加工硬化率大于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和回復(fù)的軟化速率，該階段主要發(fā)生加工硬化。隨著溫度升高，原子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，空位密度增大，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力增大，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)很容易發(fā)生。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)完全或部分消除了加工硬化效果，使流變應(yīng)力逐漸降低。曲線的峰值應(yīng)變也隨溫度的升高而減小，較流變應(yīng)力與峰值應(yīng)力而言相對(duì)緩慢，受溫度影響較弱。
2.2 高溫?zé)嶙冃伪緲?gòu)方程和形變激活能的確定
熱變形激活能是發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的動(dòng)力，其大小決定了變形過程中的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的情況。Arrhenius方程包含了變形激活能Q、溫度T和應(yīng)變速率˙ε之間的關(guān)系[3-6]。
其中，F(xiàn)(σ)有三種形式，當(dāng)應(yīng)力較低時(shí)，即:ασ ＜ 0.8時(shí)，F(xiàn)(σ)= σn1;
當(dāng)應(yīng)力較高時(shí)，即ασ ＞ 1.2時(shí)，F(xiàn)(σ)=exp(βσ)
雙曲正弦函數(shù)適用于不同溫度、應(yīng)變率和應(yīng)變下的應(yīng)力;式中:˙ε為應(yīng)變速率(s-1);R為氣體常數(shù)(8.31 J/mol·K);T為絕對(duì)溫度(K);Q為形變激活能(kJ/mol);σ 取峰值應(yīng)力 σp(MPa);A，A1，A2，α，n和n1為材料常數(shù)，其中α=β/n1.
對(duì)式(1)和(2)，兩邊求對(duì)數(shù)得:
當(dāng)形變溫度相同時(shí)，上式中的lnA1、lnA2和Q/RT均為常數(shù)。分別繪制lnσp、σp和ln˙ε的關(guān)系圖(圖3、圖4)。線性回歸得出不同溫度下的斜率，對(duì)其倒數(shù)求平均值得出n1=9.267 32;采用相同方法可求出 β =0.141 19，則 α = β/n1=0.015 2.
圖3 lnσp與ln˙ε的關(guān)系Fig.3 Relationship between lnσpand ln˙ε
圖4 σp與ln的關(guān)系Fig.4 Relationship betweenσpand ln
對(duì)(4)式，兩邊取對(duì)數(shù)得:
并對(duì)式(7)進(jìn)行偏微分，得出形變激活能的Q的表達(dá)式:
當(dāng)溫度不變時(shí)，n的求解關(guān)系式可表示為:
圖5 ln[sinh(ασp)]與ln的關(guān)系Fig.5 Relationship between ln[sinh(ασp)]and ln
當(dāng)應(yīng)變速率不變時(shí)，形變激活能的關(guān)系式可表示為:
對(duì)ln[sinh(ασp)]和10 000/T的關(guān)系作圖6，可得出平均值為0.61，將上述擬合出的數(shù)值帶入Q的表達(dá)式:Q=R·n × 0.61=305.312 kJ/mol.
圖6 ln[sinh(ασp)]與溫度T的關(guān)系Fig.6.Relationship between ln[sinh(ασp)]and temperature
高溫塑性本構(gòu)關(guān)系體現(xiàn)了流變應(yīng)力、形變溫度和應(yīng)變速率等變形過程中熱力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系。Zener和Hollomon在1944年研究鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，他們?nèi)Q于應(yīng)變速率和形變溫度T，其關(guān)系可以用Zener-Hollomon參數(shù)來表示[7]:
式中Z是Zener-Hollomon參數(shù)，是用溫度補(bǔ)償了應(yīng)變速率，Q為形變激活能，引入雙曲正弦函數(shù)可得:
將求得的Q值、溫度、應(yīng)變速率及其它參數(shù)帶入式(11)中，在得到lnZ值后，對(duì)式(12)兩端求對(duì)數(shù)，并對(duì) lnZ-ln[sinh(ασp)]作關(guān)系圖7.
圖7 lnZ 與 ln[sinh(ασp)]關(guān)系圖Fig.7 Relationship between ln[sinh(ασp)]and lnZ
由圖7可以看出lnZ與ln[sinh(ασp)]呈線性關(guān)系，其線性相關(guān)度達(dá)到99.3%，由此表明可以用雙曲正弦函數(shù)來描述高溫?zé)嶙冃芜^程的本構(gòu)關(guān)系。而lnA為線性回歸的截距，則lnA=29.053 3，則A=4.15×1012S-1;將擬合出的各個(gè)數(shù)據(jù)帶入雙曲正弦函數(shù)，可得到本構(gòu)方程:
則Z參數(shù)可表示為:
3 結(jié)論
(1)通過對(duì)鑄態(tài)鋼2.25Cr1Mo0.25V高溫形變過程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線的研究得出，隨著形變溫度的升高和應(yīng)變速率的減小，流變應(yīng)力減小，峰值應(yīng)力和應(yīng)變降低，但應(yīng)變速率為0.005 S-1和0.01 S-1時(shí)，4個(gè)溫度下的流變應(yīng)力值較為接近。
(2)確定高溫變形過程中的形變激活能Q為305.312 kJ/mol，并建立該過程中的本構(gòu)方程為:
˙ε=4.15×1012[sinh(0.015 2σp)]6.023×exp(-3.053 12 × 105/RT)
[1]陳曉玲，李多民，段滋華.加氫反應(yīng)器的發(fā)展現(xiàn)狀[J].化工裝備技術(shù)，2009，30(1):29-30.
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(太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原030024)
隨著石油冶煉技術(shù)的發(fā)展，加氫反應(yīng)器作為煉油工業(yè)中的重要部件向著設(shè)備大型化、高性能的趨勢(shì)發(fā)展。2.25Cr1Mo0.25V鋼以其更高強(qiáng)度、良好的抗高溫回火脆性及優(yōu)越的抗堆焊層氫剝離性迅速成為了制造加氫反應(yīng)器的首選材料[1]。目前，國內(nèi)對(duì)該鋼也做了些研究[2-5]，他們研究了鍛態(tài)下的組織、性能、工藝熱變形行為。但對(duì)鑄態(tài)2.25Cr1Mo0.25V鋼的熱變行為涉及相對(duì)較少。在熱變形過程中，形變溫度、應(yīng)變速率和流變應(yīng)力等熱力學(xué)參數(shù)都會(huì)影響材料的熱變形力學(xué)行為，而材料的熱變形力學(xué)行為，又是衡量材料塑性加工性能的一個(gè)重要指標(biāo)。本工作研究了2.25Cr1Mo0.25V鋼在鑄態(tài)下的熱變形行為，分析在熱壓縮過程中熱力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，為相關(guān)的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1 試驗(yàn)方法與過程
本次試驗(yàn)所用材料為中國二重冶煉的234t大型2.25Cr1Mo0.25V鑄態(tài)鋼錠，取樣位置位于錠身處距冒口1 400 mm處，從鋼錠中心部位，沿半徑方向由內(nèi)而外的等軸晶區(qū)內(nèi)，其化學(xué)成分如下表所示:
表1 2.25Cr1Mo0.25V鋼的化學(xué)成分(%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))Tab.1.Chemical compositions of 2.25Cr1Mo0.25V steel in wt%
將取下的材料制成尺寸為?8×12 mm的圓柱體試樣，采用Gleeble-1 500D熱模擬試驗(yàn)機(jī)做熱壓縮試驗(yàn)，形變溫度分別為950℃，1 050℃，1 150℃，1 250 ℃，應(yīng)變速率分別為 0.005 S-1，0.01 S-1，0.1 S-1，真應(yīng)變?yōu)?0.5，試驗(yàn)流程如圖所示(圖 1)。
試樣高溫變形后，應(yīng)立即進(jìn)行急冷，使其保留高溫形變結(jié)束時(shí)的組織。將熱壓縮變形后的試樣，采用線切割機(jī)床沿軸線方向剖開后，進(jìn)行磨制、拋光，用加洗潔精的過飽和苦味酸溶液在40℃的溫度下進(jìn)行腐蝕，并采用ZAISS Imager.A1m光學(xué)顯微鏡觀察組織，用截線法測量觀察到的晶粒尺寸，測定晶粒個(gè)數(shù)不少于300個(gè)。
圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖Fig.1 The experiment procedure
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 不同形變參數(shù)下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖
圖2 不同變形條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線Fig.2 True stress-true strain curves under different deformation conditions
圖2是最大變形量為40%時(shí)，在不同的溫度和應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-應(yīng)變圖。從圖中可以看出，應(yīng)力應(yīng)變曲線的類型包括，加工硬化型曲線、動(dòng)態(tài)回復(fù)型曲線和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶曲線。在溫度較低，應(yīng)變速率較大的條件下，真應(yīng)力應(yīng)變曲線呈動(dòng)態(tài)回復(fù)型;在溫度較高，應(yīng)變速率較低的條件下，真應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶型。
溫度為950℃，應(yīng)變速率為0.005 S-1和0.01 S-1條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特征為，流變應(yīng)力隨著應(yīng)變值的增加而增大，符合屬于加工硬化型應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化規(guī)律。溫度為950℃，應(yīng)變速率為0.1 S-1和1 050℃各個(gè)應(yīng)變速率條件下的曲線特征為，其流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而增大，當(dāng)達(dá)到某個(gè)定值時(shí)逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，符合動(dòng)態(tài)回復(fù)型曲線的變化規(guī)律。在溫度為1 150℃和1 250℃的條件下，各應(yīng)變速率下的曲線的特征為，流變應(yīng)力先增大到一個(gè)峰值，然后隨應(yīng)變的增加，流變應(yīng)力有所降低，降低到某一定值后進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)態(tài)的平衡階段，該特征符合動(dòng)態(tài)再結(jié)晶類型曲線的變化規(guī)律。
從應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2中可以看出，在溫度和應(yīng)變量相同的條件下，應(yīng)變速率越低，峰值應(yīng)力越小，峰值應(yīng)變?cè)叫?。如在溫度? 050℃，應(yīng)變速率為0.1S-1條件下的峰值應(yīng)力為 100.12 MPa，應(yīng)變速率為 0.01 S-1條件下的峰值應(yīng)力為 72.028 MPa，應(yīng)變速率為0.005 S-1條件下的峰值應(yīng)力為61.357 MPa.由于應(yīng)變速率較低時(shí)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生，抵消了加工硬化作用，使得材料的流變應(yīng)力降低。隨著應(yīng)變速率的提高，峰值應(yīng)力和應(yīng)變會(huì)隨之增大，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)變得困難。由于應(yīng)變速率的增加，峰值應(yīng)力增大，導(dǎo)致變形抗力增大，不利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行，因此在該條件下加工硬化在熱壓縮過程中占主導(dǎo)地位，致使流變應(yīng)力增大。
在應(yīng)變速率和應(yīng)變量相同的條件下，材料的流變應(yīng)力、峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變均隨著形變溫度的升高而呈現(xiàn)降低的勢(shì)態(tài)。如在應(yīng)變速率為0.005 S-1，溫度為950℃的條件下，峰值應(yīng)力為98.892 MPa，溫度為1 050℃的條件下，峰值應(yīng)力為61.357 MPa，溫度為1 150℃的條件下，峰值應(yīng)力為40.023 MPa，溫度為1 250℃的條件下，峰值應(yīng)力為26.815 MPa。由于當(dāng)形變溫度較低時(shí)，能量較低，無法使位錯(cuò)產(chǎn)生攀移和交滑移，此時(shí)加工硬化率大于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和回復(fù)的軟化速率，該階段主要發(fā)生加工硬化。隨著溫度升高，原子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，空位密度增大，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力增大，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)很容易發(fā)生。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶會(huì)完全或部分消除了加工硬化效果，使流變應(yīng)力逐漸降低。曲線的峰值應(yīng)變也隨溫度的升高而減小，較流變應(yīng)力與峰值應(yīng)力而言相對(duì)緩慢，受溫度影響較弱。
2.2 高溫?zé)嶙冃伪緲?gòu)方程和形變激活能的確定
熱變形激活能是發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的動(dòng)力，其大小決定了變形過程中的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的情況。Arrhenius方程包含了變形激活能Q、溫度T和應(yīng)變速率˙ε之間的關(guān)系[3-6]。
其中，F(xiàn)(σ)有三種形式，當(dāng)應(yīng)力較低時(shí)，即:ασ ＜ 0.8時(shí)，F(xiàn)(σ)= σn1;
當(dāng)應(yīng)力較高時(shí)，即ασ ＞ 1.2時(shí)，F(xiàn)(σ)=exp(βσ)
雙曲正弦函數(shù)適用于不同溫度、應(yīng)變率和應(yīng)變下的應(yīng)力;式中:˙ε為應(yīng)變速率(s-1);R為氣體常數(shù)(8.31 J/mol·K);T為絕對(duì)溫度(K);Q為形變激活能(kJ/mol);σ 取峰值應(yīng)力 σp(MPa);A，A1，A2，α，n和n1為材料常數(shù)，其中α=β/n1.
對(duì)式(1)和(2)，兩邊求對(duì)數(shù)得:
當(dāng)形變溫度相同時(shí)，上式中的lnA1、lnA2和Q/RT均為常數(shù)。分別繪制lnσp、σp和ln˙ε的關(guān)系圖(圖3、圖4)。線性回歸得出不同溫度下的斜率，對(duì)其倒數(shù)求平均值得出n1=9.267 32;采用相同方法可求出 β =0.141 19，則 α = β/n1=0.015 2.
圖3 lnσp與ln˙ε的關(guān)系Fig.3 Relationship between lnσpand ln˙ε
圖4 σp與ln的關(guān)系Fig.4 Relationship betweenσpand ln
對(duì)(4)式，兩邊取對(duì)數(shù)得:
并對(duì)式(7)進(jìn)行偏微分，得出形變激活能的Q的表達(dá)式:
當(dāng)溫度不變時(shí)，n的求解關(guān)系式可表示為:
圖5 ln[sinh(ασp)]與ln的關(guān)系Fig.5 Relationship between ln[sinh(ασp)]and ln
當(dāng)應(yīng)變速率不變時(shí)，形變激活能的關(guān)系式可表示為:
對(duì)ln[sinh(ασp)]和10 000/T的關(guān)系作圖6，可得出平均值為0.61，將上述擬合出的數(shù)值帶入Q的表達(dá)式:Q=R·n × 0.61=305.312 kJ/mol.
圖6 ln[sinh(ασp)]與溫度T的關(guān)系Fig.6.Relationship between ln[sinh(ασp)]and temperature
高溫塑性本構(gòu)關(guān)系體現(xiàn)了流變應(yīng)力、形變溫度和應(yīng)變速率等變形過程中熱力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系。Zener和Hollomon在1944年研究鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，他們?nèi)Q于應(yīng)變速率和形變溫度T，其關(guān)系可以用Zener-Hollomon參數(shù)來表示[7]:
式中Z是Zener-Hollomon參數(shù)，是用溫度補(bǔ)償了應(yīng)變速率，Q為形變激活能，引入雙曲正弦函數(shù)可得:
將求得的Q值、溫度、應(yīng)變速率及其它參數(shù)帶入式(11)中，在得到lnZ值后，對(duì)式(12)兩端求對(duì)數(shù)，并對(duì) lnZ-ln[sinh(ασp)]作關(guān)系圖7.
圖7 lnZ 與 ln[sinh(ασp)]關(guān)系圖Fig.7 Relationship between ln[sinh(ασp)]and lnZ
由圖7可以看出lnZ與ln[sinh(ασp)]呈線性關(guān)系，其線性相關(guān)度達(dá)到99.3%，由此表明可以用雙曲正弦函數(shù)來描述高溫?zé)嶙冃芜^程的本構(gòu)關(guān)系。而lnA為線性回歸的截距，則lnA=29.053 3，則A=4.15×1012S-1;將擬合出的各個(gè)數(shù)據(jù)帶入雙曲正弦函數(shù)，可得到本構(gòu)方程:
則Z參數(shù)可表示為:
3 結(jié)論
(1)通過對(duì)鑄態(tài)鋼2.25Cr1Mo0.25V高溫形變過程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線的研究得出，隨著形變溫度的升高和應(yīng)變速率的減小，流變應(yīng)力減小，峰值應(yīng)力和應(yīng)變降低，但應(yīng)變速率為0.005 S-1和0.01 S-1時(shí)，4個(gè)溫度下的流變應(yīng)力值較為接近。
(2)確定高溫變形過程中的形變激活能Q為305.312 kJ/mol，并建立該過程中的本構(gòu)方程為:
˙ε=4.15×1012[sinh(0.015 2σp)]6.023×exp(-3.053 12 × 105/RT)
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