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本文以U71Mn、U75V和REⅡ重轨钢为研究对象,进行稀土加入冶炼试验,采用GLEEBLE-1500D热模拟试验机进行高温热塑性拉伸试验和再结晶压缩试验。试验钢的冶炼即在U75V中加入稀土元素,观察稀土重轨钢的夹杂物组织形貌。试验结果表明,适量稀土的加入能改变夹杂物形貌,使其颗粒直径减小并分散分布,细化珠光体片间距。在高温热塑性试验中,研究各温度段塑性的变化规律及微合金元素V、Nb和RE对重轨钢高温热塑性的影响,对比分析拉伸试样的断口形貌。研究表明,第Ⅰ脆性区(1200℃～1300℃),各钢种的塑性非常低,接近为零;第Ⅱ塑性区(850℃～1200℃),塑性良好;第Ⅲ脆性区(850℃以下),塑性下降。V对重轨钢在第Ⅲ脆性温度区的塑性有较大的影响。断面收缩率曲线图显示,U75V的断面收缩率均低于REⅡ的相应值,说明适量的稀土元素使奥氏体晶粒变小,有利于性能的提高。采用单道次压缩实验的方法,在Gleeble-1500D热模拟机上对U71Mn、U75V和REⅡ进行模拟试验。通过比较在不同变形条件下的真应力-真应变曲线及RTT曲线,研究变形条件、微合金元素对U71Mn、U75V和REⅡ动态再结晶的影响。试验结果表明,变形温度越高,变形速率越低,动态再结晶越容易发生;由于微合金元素V、RE的作用,使U75V、REⅡ的动态再结晶开始时间延长,变形奥氏体的动态再结晶的名义激活能提高,对奥氏体的动态再结晶起到抑制作用。依据真应力-真应变曲线,计算得U71Mn、U75V和REⅡ动态再结晶激活能Q值、温度补偿变形速率因子Z值,验证了微合金元素对重轨钢动态再结晶的影响。通过对U75V和REⅡ的单道次和双道次的压缩模拟实验,测定了两种钢在不同变形条件下的真应力-真应变曲线及等温变形时在不同的道次间隙时间内的软化率,研究变形条件对静态再结晶的影响,分析静态再结晶变化规律。依据单道次和双道次的变形工艺参数调整并制定多道次变形工艺,抑制静态再结晶的发生,控制动态再结晶的发生,细化奥氏体晶粒尺寸,有效提高钢材的综合力学性能。