Cr5钢马氏体的相变塑性和应力对其相变动力学的影响

doi:10.11901/1005.3093.2017.188

材料研究学报

2018, Vol. 32

Issue (7): 481-486 DOI: 10.11901/1005.3093.2017.188

研究论文

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Cr5钢马氏体的相变塑性和应力对其相变动力学的影响

王葛¹, 王亚杰¹, 李磊¹, 马占山¹, 胡君泰¹, 陈博伟¹, 李强^1,²(

)

1 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛 066004
2 河北工业大学材料科学与工程学院天津 300401

Martensite Transformation Plasticity and Influence of Stress on Phase Transformation Kinetics of Cr5 Steel

Ge WANG¹, Yajie WANG¹, Lei LI¹, Zhanshan MA¹, Juntai HU¹, Bowei CHEN¹, Qiang LI^1,²(

)

1 National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Strip Rolling, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2 College of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China

引用本文:

王葛, 王亚杰, 李磊, 马占山, 胡君泰, 陈博伟, 李强. Cr5钢马氏体的相变塑性和应力对其相变动力学的影响[J]. 材料研究学报, 2018, 32(7): 481-486.
Ge WANG, Yajie WANG, Lei LI, Zhanshan MA, Juntai HU, Bowei CHEN, Qiang LI. Martensite Transformation Plasticity and Influence of Stress on Phase Transformation Kinetics of Cr5 Steel[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2018, 32(7): 481-486.

全文: PDF(1685 KB) HTML

摘要:

对大型支承辊用Cr5钢进行不同拉/压载荷作用下的膨胀实验,研究了Cr5钢马氏体的相变塑性和应力对马氏体相变动力学的影响。结果表明,Cr5钢在不同应力作用下马氏体相变系数α基本相同,近似为随温度变化的三次多项式,且随着温度的增加而减小,而应力对α的影响基本上可以忽略;马氏体转变的起始点( $M s$ )随着应力值的增大而升高;结合Greenwood-Johnson方程求出在不同应力作用下Cr5钢的马氏体相变塑性系数k值,近似约为4.32×10^-5的常数。

关键词 ：金属材料, 马氏体相变, 相变动力学, 相变塑性, Cr5钢

Abstract：

The martensitic transformation plasticity and effect of stress on the martensitic transformation kinetics were investigated by means of dilatometric experiments under different applied tensile and compressive stress on Cr5 steel used for backup rolls. Results show that the martensitic transformation coefficient α of Cr5 steel is almost the same under different stress, in other word, the influence of stress is negligible; Besides, the martensitic transformation coefficient α decreases with the increasing temperature, the relation of which with temperature can be described approximately as a cubic polynomial. The martensite transformation point (M_S) increases with the increasing equivalent stress. The k-values of transformation plasticity coefficient under different stress may be acquired as ca 4.32×10^-5 according to the Greenwood-Johnson equation.

Key words： metallic materials martensitic transformation transformation kinetics transformation plasticity Cr5 steel

收稿日期: 2017-03-15

ZTFLH:

TB31

基金资助:河北省自然科学基金(E2016203119),燕山大学重型机械协同创新课题(ZX01-20140100-03)

作者简介:

作者简介王葛,男,1975年,教授

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表1 实验用Cr5钢的化学成分

图1 实验试样的尺寸

图2 实验的工艺方案

图3 不同应力作用下马氏体的转变膨胀曲线

图4 无载荷条件下马氏体转变膨胀曲线

图5 无载荷条件下马氏体相变动力学系数α

图6 无载荷条件下马氏体转变量与转变温度的关系

图7 在不同应力作用下的马氏体相变动力学系数α

图8 马氏体起始转变点与应力的关系

表2 不同温度下Cr5钢的弹性模量E

Stress/MPa	-100	-80	-60	-40	-20	0
$β σ 0$	0.0120443308	0.0114757861	0.0109790378	0.0105425288	0.0100508532	0.0096261686
$ε tp$	-4.5556×10^-3	-3.4749×10^-3	-2.5375×10^-3	-1.7206×10^-3	-8.4937×10^-4
$k$	4.5556×10^-5	4.3437×10^-5	4.2292×10^-5	4.3014×10^-5	4.2468×10^-5
Stress/MPa	100	80	60	40	20
$β σ 0$	0.0073438457	0.0076864351	0.0082743886	0.0086972753	0.0091560737
$ε tp$	4.2843×10^-3	3.4248×10^-3	2.5353×10^-3	1.7456×10^-3	8.8412×10^-4
$k$	4.2843×10^-5	4.281×10^-5	4.2256×10^-5	4.3641×10^-5	4.4206×10^-5

表3 在不同应力作用下马氏体的相变应变及相变塑性

图9 在不同应力作用下的相变塑性系数

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