結構鋼高溫成形性能及組織轉變規律研究

郭宏光　李河宗

摘要：在結構鋼高溫成形的過程中，相變發生在變形的過程中，新相的形成第一步是形核，第二部是晶粒再長大，形核越多，形成新相的數量就越多，新相越多晶粒尺寸就會相應的變小。塑韌性的提高主要是隨著應變量的增加，在微觀上晶粒發生了相變，奧氏體不斷的轉化為鐵素體，并且鐵素體晶粒尺寸減小，材料的塑韌性增加。

關鍵詞：晶粒細化；動力學；高溫成型

在晶粒轉變的過程中，奧氏體不是馬上轉化為鐵素體，它是一個逐漸轉化的過程。可以根據形核位置以及形核數量的多少，將相變過程分為三個階段，第一個階段是奧氏體向鐵素轉變的時期，我們知道相變形核首先發生在晶界處，在這個階段內，形核主要發生在晶界出，在這個過程，鐵素體在晶界處反復形核，形核并不是在所有的晶界處都會發生相變，同時晶界相對來說也不是很多，所以說在第一個階段，形核只是發生在奧氏體晶界出，形成的新核不會特別多。下圖給出了在第一個階段相變的示意圖。

相變第一階段圖

我們知道，在開始進行相變時，相變主要是發生在奧氏體晶界處，但是并不是所有的晶界都會提供形核位置，那么我們必須計算出提供形核位置的晶界，我們稱之為有效的晶界，晶界的面積增加，主要是由于原始奧氏體晶粒發生了破碎、變形以及晶粒內部缺陷引起的。我們知道原始奧氏體晶粒在變形過程中在壓縮的同時也在被拉伸，這樣才能保證體積不會發生改變，晶粒內部缺陷也會引起晶粒面積的增加。這兩方面直接影響變形后的晶界面積，我們可以得出等效晶界面積公式：

以上給出了在一定的變形溫度下，相變產生的鐵素體晶粒的平均尺寸。這是最簡單也是最基礎的計算公式，根據經驗，當相變發生0.5s后，鐵素體體積分數達到最大。隨著科學人員對應變誘導鐵素體相變的深入研究，也計算出了在連續冷卻的條件下的鐵素體晶粒尺寸的計算公式，在這里我們不做深入的研究，在以后的學習以及工作中再不斷深入的研究學習。

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作者簡介：郭宏光（1991-），男，漢族，河北石家莊人，研究方向：機械工程。