近年來，金屬材料在塑性變形過程中發(fā)生的動態(tài)應變時效(DSA)現(xiàn)象及其對金屬力學性能的影響日益引起人們的重視。對于許多常用的工業(yè)合金，在常規(guī)的應變速率和通常所用的溫度范圍內均經受著DSA的作用。因此，深入研究DSA對金屬力學性能的影響具有重大的理論和實際意義。35CrMo鋼屬中碳合金鋼，在石油工業(yè)中常用于制造油桿、鉆桿、油管懸掛器等井下工具與設備。這些工具和設備在運行過程中由于作業(yè)環(huán)境的原因經常受到DSA的作用。本文以35CrMo圓鋼為研究對象，采用SSRT應力-應變曲線和靜拉伸應力-應變曲線的實驗和分析方法，得出動態(tài)應變時效對調質35CrMo圓鋼力學性能的影響，以及獲取最佳動態(tài)應變時效方法。進而把動態(tài)應變時效處理后的調質35CrMo鋼用于制造當今的石油鉆采工具和設備中，利于石油工業(yè)的安全穩(wěn)定開采。
采用高強度鋼35CrMo圓鋼，其化學成分見表1。加工7個試樣，試樣尺寸如圖1所示。對試樣進行相同的熱處理(840～860℃淬火+540～560℃回火)。用SSRT拉伸試驗所用片狀拉伸試樣(厚2mm)。開始試驗之前，依次使用不同型號砂紙打磨試樣，打磨后用清水清洗，然后測量試樣的長度、寬度和厚度。最后用丙酮、無水酒精清洗并吹干，放入干燥皿備用。室溫下在WDW-100D型微機控制電子萬能試驗機上進行拉伸試驗。測定35CrMo鋼經不同動態(tài)應變時效工藝后試樣斷后伸長率、斷面收縮率和抗拉強度。
表1 35CrMo鋼的化學成分(質量分數(shù)，%)
C:0.32~0.40 Si:0.17~0.37 Mn:0.40~0.70 Cr:0.80~1.10 Mo:0.15~0.25 Ni:≤0.30
動態(tài)應變時效(DSA)過后的35CrMo圓鋼的伸長率沒有多大改變，但動態(tài)應變時效(DSA)后的抗拉強度均明顯增加。產生這種現(xiàn)象的原因主要是由于金屬固溶體中的間隙溶質原子(如鋼中的C、N)向位錯偏聚并使之釘扎造成的。35CrMo鋼動態(tài)應變時效的最佳溫度為373K。這是由于373K時，金屬固溶體中的間隙溶質原子(如鋼中的C、N)的運動速率與位錯的運動速率相差不大，以至于對位錯的釘扎作用最明顯。
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