Bei der Herstellung großer Schmiedestücke handelt es sich um einen Verformungsprozess, der bei hohen Temperaturen mehrere Male abläuft und bei dem sich bei jeder Verformung die innere Mikrostruktur des Materials ändert. Die dynamische Rekristallisationsantriebskraft des Materials nimmt mit höherer Verformungstemperatur und größerem Reduktionsbetrag zu, was zu einer dynamischen Rekristallisation des Materials führt.
30Cr2Ni4MoV-Stahl ist ein mittellegierter Niederdruckrotorstahl, der hauptsächlich für Wellen, Zahnräder und Generatoren verwendet wird. Die dynamische Rekristallisation des Metalls verbessert die makromechanischen Eigenschaften von Schmiedestücken oder Produkten selbst. Forscher des College of Materials Science and Engineering der Taiyuan University of Science and Technology untersuchten das dynamische Rekristallisationsverhalten von 30Cr2Ni4MoV-Stahl im Gusszustand und erstellten ein dynamisches Rekristallisationsmodell, um eine theoretische Grundlage für die Steuerung und Optimierung des Schmiedeprozesses unter Hochtemperaturbedingungen zu schaffen.
In dieser Studie wurde 30Cr2Ni4MoV-Barrenmaterial als Forschungsobjekt verwendet, und der physikalische Simulationstest und der thermische Simulationstestprozess wurden mit der thermischen Simulationstestmaschine Gleeble-1500D durchgeführt.
Da die innere Struktur des Materials im Gusszustand nicht einheitlich war, wurde die Probe auf 1250 Grad erhitzt, zur Homogenisierung 20 Stunden lang gehalten und die behandelte Probe zur ebenen Kompression zu einem Zylinder mit einem Durchmesser von 8 mm × 12 mm verarbeitet. Nach dem Schleifen und Polieren wurden die Proben in übersättigter Pikrinsäurelösung bei 40 Grad geätzt und die Mikrostruktur der Proben mit einem metallografischen Zaiss Imager-Mikroskop beobachtet. Die mittlere Kornquerlänge D der dynamischen Rekristallisation wurde gemäß dem ASTM-Korngrößenmessstandard gemessen und das dynamische Rekristallisationsverhalten wurde anhand der Spannungs-Dehnungs-Kurve analysiert.
Aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve von 30Cr2Ni4MoV-Stahl im Gusszustand bei gleicher Dehnungsrate ist ersichtlich, dass die Fließspannung, die Spitzenspannung und die Spitzendehnung mit zunehmender Verformungstemperatur allmählich abnehmen, wenn die Dehnungsrate und der Verformungsgrad konstant sind . Dies liegt daran, dass mit der Erhöhung der Verformungstemperatur der thermische Aktivierungseffekt allmählich verstärkt wird, was zu einer Verstärkung der Versetzungsbewegung und einer Verringerung der kritischen Scherspannung führt, so dass auch der Verformungswiderstand von Metallmaterialien allmählich verringert wird.
Es wurde festgestellt, dass die Fließspannung der Probe mit zunehmender Verformungstemperatur und abnehmender Dehnungsgeschwindigkeit deutlich abnimmt. Prozessparameter wie Verformungsmenge, Verformungstemperatur und Verformungsgeschwindigkeit haben einen gewissen Einfluss auf den Verformungswiderstand. Je höher die Verformungstemperatur und je niedriger die Umformgeschwindigkeit, desto größer ist der Erweichungsgrad durch dynamische Rekristallisation. Bei gleicher Verformungstemperatur ist die Spitzendehnung der Spannungs-Dehnungs-Kurve umso geringer, je niedriger die Dehnungsrate ist, was darauf hindeutet, dass das Auftreten einer dynamischen Rekristallisation bei höherer Temperatur und niedrigerer Dehnungsrate gefördert werden kann.
Durch die Untersuchung des dynamischen Rekristallisationsverhaltens von 30Cr2Ni4MoV-Stahl im Gusszustand wurden die Modelle für stationäre Fließspannung, Spitzendehnung, kritische Dehnung und Sättigungsspannung des Materials ermittelt. Es wurden das dynamische Rekristallisations-Dynamikmodell und das dynamische Rekristallisations-Dimensionsmodell erstellt, die eine theoretische Grundlage für den Umformprozess großer Schmiedestücke aus Niederdruckrotorstahl legten.
