结构钢高温成形性能及组织转变规律研究

郭宏光　李河宗

摘要：在结构钢高温成形的过程中，相变发生在变形的过程中，新相的形成第一步是形核，第二部是晶粒再长大，形核越多，形成新相的数量就越多，新相越多晶粒尺寸就会相应的变小。塑韧性的提高主要是随着应变量的增加，在微观上晶粒发生了相变，奥氏体不断的转化为铁素体，并且铁素体晶粒尺寸减小，材料的塑韧性增加。

关键词：晶粒细化；动力学；高温成型

在晶粒转变的过程中，奥氏体不是马上转化为铁素体，它是一个逐渐转化的过程。可以根据形核位置以及形核数量的多少，将相变过程分为三个阶段，第一个阶段是奥氏体向铁素转变的时期，我们知道相变形核首先发生在晶界处，在这个阶段内，形核主要发生在晶界出，在这个过程，铁素体在晶界处反复形核，形核并不是在所有的晶界处都会发生相变，同时晶界相对来说也不是很多，所以说在第一个阶段，形核只是发生在奥氏体晶界出，形成的新核不会特别多。下图给出了在第一个阶段相变的示意图。

相变第一阶段图

我们知道，在开始进行相变时，相变主要是发生在奥氏体晶界处，但是并不是所有的晶界都会提供形核位置，那么我们必须计算出提供形核位置的晶界，我們称之为有效的晶界，晶界的面积增加，主要是由于原始奥氏体晶粒发生了破碎、变形以及晶粒内部缺陷引起的。我们知道原始奥氏体晶粒在变形过程中在压缩的同时也在被拉伸，这样才能保证体积不会发生改变，晶粒内部缺陷也会引起晶粒面积的增加。这两方面直接影响变形后的晶界面积，我们可以得出等效晶界面积公式：

以上给出了在一定的变形温度下，相变产生的铁素体晶粒的平均尺寸。这是最简单也是最基础的计算公式，根据经验，当相变发生0.5s后，铁素体体积分数达到最大。随着科学人员对应变诱导铁素体相变的深入研究，也计算出了在连续冷却的条件下的铁素体晶粒尺寸的计算公式，在这里我们不做深入的研究，在以后的学习以及工作中再不断深入的研究学习。

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作者简介：郭宏光（1991-），男，汉族，河北石家庄人，研究方向：机械工程。