一种建筑用耐火钢变形抗力模型的建立李龙1,丁桦1,孝云祯1,刘相华2,王国栋2Ξ(11东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;2.轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,东北大学辽宁沈阳摘要:利用Gleeble21500热模拟试验机对一种建筑用耐火钢进行了压缩试验,分析了变形温度、变形速率以及变形量对变形抗力的影响;在变形抗力σ与温度T的关系中,考虑了应变ε和应变速率ε´的影响;在应变速率ε´的影响指数中,考虑了温度的影响,建立了一种含Nb、Ti等微合金元素建筑用耐火钢应力峰值前的变形抗力模型.关键词:建筑用耐火钢;变形抗力;数学模型中图分类号:TG335111文献标识码:A文章编号:167126620(2002)0320233204Amodelofdeformationresistanceofafire2resistantLILong1,DINGHua1,XIAOYun2zhen1,LIUXiang2hua2,WANGGuo2dong2(11SchoolofMaterialsandMetallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110004,Abstract:Thecompressiontestsofafire2resistantsteelforconstructionarecarriedoutbymeansofGleeble21500thermo2mechanicalsimulator.TheinfluenceofT、εandε´ondeformationresistanceofthesteelisanalyzed.Theinfluenceofεandε´ontherelationshipofσandTisconsidered,andtheinfluenceofTontheexponentofε´isalsotakenintoaccount.Amodelofdeformationresistancehasbeenobtained.Keywords:fire2resistantsteelforconstruction;deformationresistance;mathematical本实验通过Gleeble21500热模拟试验机对<8mm×15mm圆柱体试样做单道次压缩试验,对NbTi建筑用耐火钢热轧条件下的变形过程进行了模拟,绘出了真应力-真应变曲线,建立了其变形抗力模型,并拟合出模型的具体参数.当进行新材料或新工艺试验时,首先必须了解其轧制应力的大小,确定在终轧温度下变形时轧机的承受能力.虽然轧制变形不是单一的压缩变形,但利用此模型可以对轧制力进行预报2.在现代轧制领域中,用于工业生产的很多轧机都采用了计算机的在线控制,因此,必须开发建立能正确反映金属材料力学性能和热变形工艺参数的轧制力数学模型,以提高轧制过程的控制功能,改善产品的精度,为制定新品种的轧制工艺及提高产品质量提供可靠的依据1.近年来,我国高层建筑的数量和高度不断增加,但我国适用于钢结构的新型建筑用钢的开发刚刚起步,国内在建筑用耐火钢的开发及应用方面进行的研究比较少.为此本实验以济南钢铁集团公司提供的NbTi建筑用耐火钢为实验对象,综合分析了变形温度、变形速率以及变形量三个因素对变形抗力的影响,建立了NbTi建筑用耐火钢变形抗力模型.1实验方法利用Gleeble21500热模拟试验机,对试样为<8mm×15mm的圆柱体进行了模拟试验,绘出Ξ收稿日期:2002207202.作者简介:李龙(1977—),男,硕士研究生材料与冶金学报第1卷234了试验钢的真应力-真应变曲线.整个模拟过程通过计算机自动控制.111钢种的化学成分实验用钢的化学成分见表1.表1实验用钢的成分(质量分数/%)Table1Chemicalcompositionofthesteel式中:A为常数;c为T对σ的影响指数;d为ε和ε´影响σ与T的关系的指数.CSiMnPS0105～011013～016110～115<01015<01004CrMoAlTiNb014～016014～0160102～01030101～0102<0102112实验条件(1)变形温度:考虑到高温与低温的轧制要图1不同变形温度下的σ2ε曲线(ε´=0105s-1)求,实验温度范围选择为800～1200℃,每隔50℃为一个试验点,共九个试验温度;(2)应变速率:分别为0105、110和510s-1;temperatures(ε´=0105s)-1实验结果与分析2主要考虑了变形温度、变形速率以及变形量三个因素对变形抗力的影响.211变形温度对变形抗力的影响由于温度的升高,降低了金属原子的结合力,因此除了那些随温度变化产生物理-化学变化或相变的金属或合金之外,所有金属与合金的变形抗力都随温度的升高而降低3.由图1可以看出,变形抗力随温度的升高而降低.在同样的变形速率下,对应于同一应变值,变形温度越高,所对应的应力越低.这是因为温度越低,加工硬化率越高,回复软化越困难.当变形温度较高时,位错滑移和原子扩散容易进行,从而易于发生动态再结晶4,9.在图2中,lnσ随温度的升高而降低,并呈线形关系;ε´越大,lnσ2T关系曲线的斜率就越小.当变形速率为ε´=010...