Page 42 - 机械工程材料2024年第十一期

张肖佩佩，等： 18CrNiMo7-6齿轮钢的动态再结晶和亚动态再结晶行为及其动力学模型

图 9 不同变形温度、不同应变速率、道次间隔时间 5 s 条件下双道次热压缩后试验钢的显微组织
Fig. 9 Microstructure of test steel after double-pass thermal compression under different deformation temperatures,
different strain rates and pass interval time of 5 s
粒越多，但变形温度过高（1 150 ℃）会出现部分晶粒 将t ，ε  ，R和T的值代入式（10），得到ln t 与
0.5
0.5
粗化的现象；在相同变形温度下，应变速率越大，亚 ln ε  和ln t 与1/（RT）之间的关系，并进行线性拟合，
0.5
动态再结晶的晶粒越多，分布越均匀。 由斜率和截距的平均值得到Q MDRX ， q和A分别为
采用Avrami方程来描述亚动态再结晶的动力学 291.802 kJ · mol −1 ·K −1 ， −0.646，2.39×10 −12 。将
行为 ［19］ ，表达式如下： 各参数代入式（7）和式（8），即可得到试验钢的亚动
  t  n  态再结晶动力学模型，如下：

X =1-exp -0.693    （7）
  t 0.5  
MDRX
 
式中：t为道次间隔时间；t 为亚动态再结晶体积分 （11）
0.5
数达到50%所需的时间；n为材料常数。
t 0.5 可使用Z参数方程表示 [20] 为
 Q  由图 10 可以看出，根据式（11）计算得到的亚
t 0.5 = Aε  q exp  MDRX  （8）
 RT  动态再结晶体积分数与根据式（6）计算得到的结
式中：A，q均为材料常数；Q MDRX 为亚动态再结晶的 果吻合较好，平均相对误差为 6.619%，小于 10%，
激活能，J · mol −1 ·K −1 。 说明建立的亚动态再结晶动力学模型可用于预测
式（7）经变换和两边取对数，得到： 18CrNiMo7-6齿轮钢的亚动态再结晶体积分数。


ln -ln (1-X MDRX ) =-0.367+ ln - ln n t n t （9） 3 结 论


0.5
由式（9）可知，ln［ −ln（1 −X MDRX ）］与ln t呈线 （1）在单道次热压缩过程中，18CrNiMo7-6 齿
性关系，对ln［ −ln（1−X MDRX ）］与ln t进行线性拟合， 轮钢的动态再结晶体积分数随着应变速率的减
由其斜率的平均值求得n为1.02。式（8）两边取对数， 小 或变 形 温 度的 升 高而 增 大。 较高 变 形 温度
得到： （1 100~1 150 ℃）和较低应变速率（0.01~0.1 s ）下
−1
Q 18CrNiMo7-6钢的动态再结晶进程较快，很快达到
A
ln t =ln + ln + MDRX （10）
ε 
q
0.5 RT 完全动态再结晶。
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