La lamiera d'acciaio resistente all'usura utilizzata per la forgiatura è attualmente la classe di lamiera d'acciaio resistente all'usura più utilizzata e il suo processo di forgiatura non solo determina fondamentalmente la forma delle parti, ma determina anche fondamentalmente le prestazioni del processo e le prestazioni di servizio del parti. L'acciaio 37MnSiVS è un nuovo tipo di piastra in acciaio resistente all'usura a medio carbonio per biella di espansione sviluppata negli ultimi anni, che ha eccellenti proprietà meccaniche complete e prestazioni di espansione e può essere utilizzata per produrre bielle di motori automobilistici ad alte prestazioni mediante processo di espansione.
Rispetto al tradizionale acciaio resistente all'usura a medio tenore di carbonio come l'acciaio 38MnVS, la frazione di massa dell'elemento microlegato vanadio nell'acciaio è aumentata rispetto al solito 0.08% ~ 0. Dal 15% al 0,25% ~ 0,35%. Il significativo aumento del contenuto di vanadio influenzerà inevitabilmente il comportamento di deformazione termica dell'acciaio.
Per il test è stato selezionato acciaio 37MnSiVS con alto contenuto di vanadio, fuso in un forno a induzione sotto vuoto da 200kg in laboratorio e versato in un lingotto da 110kg, la cui composizione chimica ( frazione di massa, %) è la seguente: C0.38%, Si0.77, Mn1.07, P0.032, S0.085, Cr0,18, V0,28, Al0,017. Il lingotto viene quindi forgiato in un'asta tonda con un diametro di 50 mm mediante due fuochi e raffreddato ad aria dopo la forgiatura. Un campione cilindrico simulato termicamente con un diametro di 8 mm e un'altezza di 15 mm è stato estratto dal raggio di 1/2 dell'asta rotonda.
È stato effettuato un test di simulazione termica di compressione a passaggio singolo sulla macchina di simulazione termica Gleeble 38{{10}}0. Il campione è stato riscaldato a 1200 gradi alla velocità di 10 gradi/s, mantenuto per 2 minuti e quindi raffreddato alle temperature di deformazione di 1150, 1100, 1000 e 900 gradi alla velocità di 10 gradi/s, rispettivamente. Dopo essere stato mantenuto per 10 secondi (eliminando il gradiente di temperatura all'interno del campione), è stata eseguita una deformazione di compressione a passaggio singolo alle velocità di deformazione di 0,1, 0,5, 1 e 10 s-1, rispettivamente. La deformazione è del 60% (la deformazione effettiva è 0,92). Al contatto tra il penetratore del simulatore termico e le due estremità del campione viene inserito uno strato di foglio di grafite per la lubrificazione, in modo che il campione venga deformato nel modo più uniforme possibile. Dopo la deformazione, il campione è stato immediatamente raffreddato ad acqua a temperatura ambiente per mantenere la morfologia del grano austenitico.
Dopo la tempra, il campione è stato tagliato lungo l'asse con il taglio a filo e, dopo la molatura e la lucidatura, è stato inciso con acido picrico saturo + soluzione detergente per mostrare i grani di austenite originali. Il grano dell'austenite è stato osservato mediante un analizzatore di immagini metallografiche e fotografato. La dimensione del grano dell'austenite è stata misurata con il metodo transsezionale. Per confermare se vi è precipitazione di carbonitruro di vanadio prima e dopo la deformazione, i campioni raffreddati a 900 gradi sono stati raffreddati in acqua prima e dopo la deformazione. I campioni al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) sono stati preparati mediante elettrolisi con una soluzione alcolica di acido perclorico al 10% e la microstruttura è stata osservata sotto HITACHI H-800 TEM.
I risultati mostrano che le caratteristiche di deformazione termica del materiale di prova sono fondamentalmente le stesse di quelle della tradizionale piastra di acciaio resistente all'usura in microlega di carbonio medio, e la temperatura più elevata e la velocità di deformazione inferiore favoriscono la ricristallizzazione dinamica. Quando la temperatura di deformazione del materiale di prova è inferiore a 1000 gradi, il tempo di ricristallizzazione viene ulteriormente prolungato. I risultati della microscopia elettronica a trasmissione hanno mostrato che il vanadio nel materiale di prova esisteva principalmente sotto forma di soluzione solida nell'austenite, il che ha influenzato il comportamento dinamico della ricristallizzazione dell'austenite. L'energia di attivazione della deformazione termica del materiale sperimentale è 364,9 kJ/mol e si ottengono l'equazione della deformazione termica e la relazione tra la dimensione del grano di ricristallizzazione dinamica e i parametri Zener-Hollomon. Questo studio fornisce le basi teoriche e sperimentali per l'ottimizzazione della composizione della qualità dell'acciaio e la formulazione di un processo di forgiatura razionale.
