300M钢是国内外航空领域广泛使用的一种中碳低合金超高强度钢,如公司和空客公司生产的 新机型-787和空客-380的飞机起落架均采用该钢来制造,多年来许多学者对300M钢的组织、性能等方面进行了较全面的研究,而对300M钢的热变形行为研究报道相应比较少。而钢在热变形过程中发生的动态组织变化(动态回复或动态再结晶过程),将对钢的 终性能产生重要影响,因此,要保证钢在锻造热加工后获得所要求的组织和性能的配合,就要解决钢在高温变形过程中的热加工工艺问题,确定合理的热变形工艺参数,对改善钢的组织及提高钢的性能有重大意义。
实验用300M钢的化学成分为(质量分数,%)为:0.40C,0.88Cr,1.84Ni,0.42Mo,1.62Si,0.66Mn,0.08V,0.0024S,0.0048P,0.0008O,0.0019N,余为Fe。试样加工成Φ10mm×15mm的圆柱形压缩试样。在Gleeble-3500热模拟试验机上进行轴向压缩试验。试样以10℃/s的加热速度加热到1423K,保温5min,然后以10℃/s的冷却速度冷却到不同温度后进行变形。变形温度分别为1123、1223、1323和1423K,变形速率分别为0.01、0.1、1和10s-1, 大真应变为1.2,变形后立刻喷水冷却,以便分析其高温组织。
在真应变为1.2、温度为1123~1423K、应变速率为0.01~10s-1的条件下,应变速率一定时,300M钢的高温流变应力随变形温度的升高而减小;变形温度一定时,其高温流变应力随应变速率的提高而增大。随变形速率的提高,300M钢发生完全动态再结晶的临界温度也逐渐升高,当变形速率为10s-1时,变形温度高于1423K,才会发生完全动态再结晶。在变形温度为1123~1423K、应变速率为0.01~10s-1、真应变为1.2的条件下,300M钢的热变形激活能为391.51kJ/mol。
碳C :0.38~0.43 硅 Si:1.45~1.80 锰 Mn:0.60~0.90 硫 S :≤0.010 磷 P :≤0.010 铬 Cr:0.70~0.95 镍 Ni:1.65~2.00 铜 Cu:≤0.35 钒 V :0.05~0.10 钼 Mo:0.30~0.50
300m力学性能:抗拉强度σb (MPa):1945 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):1630 伸长率 δ5 (%):12 断面收缩率 ψ (%):52 冲击韧性值 αku (J/cm2):78 试样尺寸:某试样 4.热处理规范及金相组织: 热处理规范:925℃正火,870℃油淬,300℃空冷,回火两次。