潘光永 余新平 马修金

浙江广厦建设职业技术学院，东阳，322100



20CrMnSiNi2MoA凿岩用钢等温自由锻模拟及试验研究

潘光永 余新平 马修金

浙江广厦建设职业技术学院，东阳，322100

针对凿岩钻头用钢20CrMnSiNi2MoA，基于JMatPro软件模拟计算材料的应力应变曲线，并线性回归出材料的流变应力方程；基于DEFORM-3D有限元软件对材料进行了不对称V型砧锻造法等温自由锻造压缩，并预测了微观组织变化趋势。研究结果表明：原始奥氏体晶粒随着压缩量的变大，发生了动态再结晶，晶粒尺寸得到细化；温度一定时，随着变形速率的提高，晶粒平均尺寸变小。将通过不对称V型砧锻造法等温自由锻及热处理得到的钻头成品的机械性能与国外同类产品的机械性能进行了对比。

20CrMnSiNi2MoA钢；动态再结晶；微观组织；机械性能

0 引言

高气压潜孔凿岩钻机是目前中大孔径凿岩工程中使用量较大的一种凿岩机械，广泛应用于建筑、地铁、桥梁等深基坑、桩基孔的开挖工程施工领域[1-3]。目前与高压潜孔钻机配套使用的大口径(φ250 mm以上)钻头以进口为主，国内尚处于研制阶段，生产的钻头在使用过程中容易产生主体断裂、合金齿掉粒等问题[4]。基于此，我们与国内某特殊钢厂合作研究并进行多次试验，自主开发了具备超纯冶炼技术的超高强度凿岩钻头主体材料20CrMnSiNi2MoA钢。

一般认为，金属材料的力学性能差异与其内部组织结构密切相关，晶粒越细，则金属的强度、硬度越高，塑性和韧性越好；在强韧化机制中，再结晶细化晶粒既能提高材料的强度，又能改善韧性，是使用较多的一种方法[5-6]。……