3.2 超高强度硼钢板的力学性能

3.2.1 常温力学性能

以硼钢板22MnB5为例，对其在与轧制方向分别呈0°、45°、90°三个方向分别进行了拉伸试验，每个方向采用两组试件进行测试，分别以-1和-2表示。获得的工程应力-应变曲线如图3-6所示，三个方向上的力学性能参数见表3-2。

3.2.2 高温力学性能

温度和应变速率是热成形过程中两个重要参数。在热成形过程中，不同的成形温度、不同的应变速率可以获得不同的力学性能。在试验过程中，先将硼钢板试样温度升高到1173K，升温速度设定为15K/s；保温5min以获得均匀的奥氏体组织，而后进行恒温拉伸试验，获得1173K下的应力-应变曲线；为了获得1073K和973K温度时的应力-应变曲线，采用30K/s的冷却速率降至试验所需温度避免铁素体相变，然后进行恒温拉伸试验，在试验过程中，变形速率分别为0.02/s、0.2/s和1/s。待试样拉断之后再快速冷却至室温，获得不同温度和应变速率下的超高强度硼钢板应力-应变曲线。

1）温度对超高强度硼钢板力学性能的影响。图3-7所示为不同应变速率下温度对真实应力-应变曲线的影响。

由图3-7可知，温度对超高强度硼钢板的力学性能有较大影响。在一定的应变速率条件下，应力随着变形温度的升高而降低。原因是随着温度的升高，材料的热激活作用增强，金属原子平均动能增加，晶界切变抗力显著降低，晶间滑移易于进行；同时随着温度的升高，动态回复与动态再结晶也容易进行，使得位错密度下降，对塑性变形过程中加工硬化的抵消作用增大，降低了材料的流变应力，提高了金属的塑性，从而显著地降低了材料的真实应力-应变曲线的斜率。在单一温度下，随着应变量的增加，经过初始应变硬化，动态回复作用加强，应变硬化和软化有趋于平衡的趋势，应力-应变曲线逐渐平缓。

2）应变速率对超高强度硼钢板力学性能的影响。图3-8所示为不同温度下应变速率对真实应力-应变曲线的影响。从图3-8中可以看出，22MnB5钢在热变形时应力对应变速率很敏感。温度一定时，随着应变速率减小，流动应力峰值也减小。这是由于应变速率较小时，有利于奥氏体组织发生动态回复，因而软化程度就越显著，峰值应力也随之减小。