论文摘要
本文测试了中温回火态60Si2MnA钢在室温和2.1×10-42.1×10-1/s应变速率条件下的拉伸性能,研究了573K623K温度区间以1.9×10-2/s速率分别加载到0.63σ0.20.95σ0.2应力60Si2MnA钢的蠕变性能。利用金相显微镜、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）观察分析了60Si2MnA钢的蠕变变形组织以及断口形貌。采用幂律方程和幂律失效方程描述了60Si2MnA钢的蠕变规律,最后得出了低温下60Si2MnA钢的蠕变模型。随着拉伸速度的增大,60Si2MnA钢的屈服强度和抗拉强度呈现上升的趋势,而延伸率和断面收缩率呈现下降的趋势。随着温度的升高,60Si2MnA钢的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,延伸率和断面收缩率逐渐增大。宏观断口观察表明断裂类型为韧性断裂。SEM微观断口观察发现60Si2MnA钢随着拉伸速度的降低,韧窝的尺寸逐渐变大变深,说明材料的塑性升高,塑性变形能力增强。利用Arrhenius方程得到60Si2MnA钢在573K723K温度区间的蠕变激活能为191kJ/mol,利用幂率蠕变方程得到60Si2MnA钢在623K、673K和723K温度下应力指数n的平均值为7.00,利用幂律失效方程得到与材料特性有关的常数B的平均值为8.66×10-3。经过对比,由幂律失效（PLB）方程计算出来的稳态蠕变速率与幂律方程相比与实测值更加接近,偏差更小,因此,在本试验条件下60Si2MnA钢的蠕变规律更加符合幂律失效（PLB）的规律,即低温（T﹤0.5Tm）高应力下的蠕变规律。金相观察显示经过蠕变后组织的宏观形貌和分布状态没有发生改变,仍然呈现蠕变之前的回火屈氏体组织状态。TEM组织观察表明蠕变之后亚晶粒边界清晰,亚晶之间的位相差很小,同时亚晶界位错间距减小,亚晶内位错密度几乎不变。位错发生了多边化现象。EDX分析表明分散在亚晶界的碳化物析出相主要含Fe、Si、Mn等元素,说明经过蠕变后有合金碳化物析出,碳化物相的结构并未发生变化。SEM微观断口观察发现60Si2MnA钢在673K,0.85σ0.2和723K,0.85σ0.2下的蠕变断裂方式均为穿晶断裂方式。
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