流變應(yīng)力是影響材料成形的重要因素,不僅受材料特性的影響,而且取決于變形工藝參數(shù)。在變形方式確定的情況下,變形溫度和應(yīng)變速率是材料成形過程最主要的控制參數(shù),因此研究變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力的影響對(duì)指導(dǎo)材料成形有重要的理論和實(shí)際意義。流變應(yīng)力模型是鍛造成形工藝的數(shù)值仿真重要的材料模型,需要通過熱壓縮實(shí)驗(yàn)獲得。
在Gleeble-1500熱模擬機(jī)上進(jìn)行材料熱壓縮實(shí)驗(yàn),試樣尺寸為Φ8mm×12mm。為了避免試樣在高溫下氧化,在保護(hù)氣體下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為消除端面摩擦對(duì)變形抗力的影響,在端面添加潤(rùn)滑劑。試驗(yàn)選取變形溫度為900、950、1000、1050和1100℃,變形速率為0.001、0.01、0.1和1s-1,變形程度為60%。試樣以10℃/s的加熱速率升溫,加熱至1176℃后保溫5min,以保證奧氏體均勻化,然后以5℃/s的冷卻速度冷卻到變形溫度,保溫60s后進(jìn)行壓縮變形,變形結(jié)束后立即水淬。
通過熱壓縮實(shí)驗(yàn)確定了23Co13Ni11Cr3Mo超高強(qiáng)鋼的流變應(yīng)力模型為雙曲正弦形式。變形溫度對(duì)鍛件成形影響較大,適當(dāng)?shù)脑龃笞冃螠囟?可以減小成形載荷,增強(qiáng)材料的流動(dòng)性,使變形均勻,23Co13Ni11Cr3Mo超高強(qiáng)鋼的適宜的鍛造溫度在1100℃左右。模具與坯料的摩擦因子越小,成形載荷越小,難變形區(qū)域的成形得到改善,使得鍛件整體變形更加均勻。變形速率對(duì)成形載荷的影響甚微,但對(duì)鍛件的溫度有較大的影響,變形速率越大,鍛件的溫升越明顯,針對(duì)該鍛件選擇成形速度為10mm/s。