Dynamic Recrystallization Evolution and Constitutive Relationship of 2 200 MPa-Grade Ultra-High Strength Steel during High-Temperature Deformation

Zhou Lei; Wang Fei

doi:10.20057/j.1003-8620.N260030

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Dynamic Recrystallization Evolution and Constitutive Relationship of 2 200 MPa-Grade Ultra-High Strength Steel during High-Temperature Deformation

更新时间：2026-05-12

- Dynamic Recrystallization Evolution and Constitutive Relationship of 2 200 MPa-Grade Ultra-High Strength Steel during High-Temperature Deformation
- Special Steel Pages: 1-8(2026)
- 作者机构：
  
  宝武特种冶金有限公司技术中心，上海 200940
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260030
  CLC： TG133
- Received：24 February 2026，
  
  Revised：2026-03-18，
  
  Accepted：18 March 2026，
  
  Online First：09 May 2026，
- 稿件说明：
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周蕾,王飞.2 200 MPa级超高强度钢高温变形动态再结晶演变及本构关系[J].特殊钢,

Zhou Lei,Wang Fei.Dynamic Recrystallization Evolution and Constitutive Relationship of 2 200 MPa-Grade Ultra-High Strength Steel during High-Temperature Deformation[J].Special Steel,
周蕾,王飞.2 200 MPa级超高强度钢高温变形动态再结晶演变及本构关系[J].特殊钢, DOI：.

Zhou Lei,Wang Fei.Dynamic Recrystallization Evolution and Constitutive Relationship of 2 200 MPa-Grade Ultra-High Strength Steel during High-Temperature Deformation[J].Special Steel, DOI：.

摘要

利用Thermomastor-Z热模拟试验机对2 200 MPa级超高强度钢的热压缩变形行为和微观组织演化规律进行试验研究，测试了不同应变速率0.01、1、5 s

-1

以及不同变形温度（850~1 150 ℃）下、工程应变60%的应力应变曲线。借助应力应变曲线，以及对变形后试样进行EBSD分析，研究了应变速率及变形温度对2 200 MPa级超高强度钢变形抗力以及动态再结晶过程的影响，并通过回归计算得出试验钢的再结晶激活能。研究结果表明，1）变形温度越高，应变速率越小，2 200 MPa级超高强度钢的变形抗力越小；2）当应变速率为0.01 s

-1

时，变形温度≥900 ℃时，动态再结晶被激活；当应变速率为1、5 s

-1

时，变形温度≥1 000 ℃时，动态再结晶被激活。在热加工过程中，在温度≥1 000 ℃时，应该采取更高的应变速率，在1 000 ℃以下时，应该采取更低的应变速率；3）计算得到2 200 MPa级超高强度钢的再结晶激活能为421.20 kJ/mol；4）建立了2 200 MPa级超高强度钢的流变应力本构模型。

Abstract

The thermal compression deformation behavior and microstructure evolution of 2 200 MPa ultra-high-strength steel were experimentally investigated using a Thermomastor-Z thermal simulation machine. Stress-strain curves under different strain rates （0.01 s⁻¹， 1 s⁻¹， and 5 s⁻¹） and deformation temperatures （850–1 150 ℃） with an engineering strain of 60% were tested. By analyzing the stress-strain curves and conducting EBSD analysis on deformed samples， the effects of strain rates and temperatures on the deformation resistance and dynamic recrystallization process of 2 200 MPa ultra-high-strength steel were studied. The recrystallization activation energy of the experimental steel was determined through regression calculations. The results indicate， 1） Higher deformation temperatures and lower strain rates result in lower deformation resistance of 2 200 MPa ultra-high-strength steel； 2） Dynamic recrystallization is activated at the strain rate of 0.01 s⁻¹ when the temperature ≥900 ℃； at strain rates of 1 s⁻¹ and 5 s⁻¹， dynamic recrystallization is activated when the temperature ≥1 000 ℃. During hot working processing， higher strain rates should be applied at temperatures ≥1 000 ℃， while lower strain rates are recommended below 1 000 ℃； 3） The calculated recrystallization activation energy of 2200 MPa ultra-high-strength steel is 421.20 kJ/mol； 4） A constitutive model for the flow stress of 2 200 MPa ultra-high-strength steel was established.

关键词

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侯丹丹 . AerMet100超高强度钢高温变形行为研究［D］. 秦皇岛：燕山大学， 2015 .

林发驹，李雄，吴铖川 . 超高强度钢A100本构方程与动态再结晶行为［J］. 钢铁钒钛， 2023 ， 44 （ 2 ）： 187 - 193 .

曹宇 . Q420qE钢热变形动态再结晶组织的三维模拟［D］. 济南：山东大学， 2012 .

朱志飞 . AF1410钢热变形行为及显微组织研究［D］. 长沙：湖南大学， 2018 .

骆刚 . 42CrMo热塑性流变及动态再结晶行为研究［D］. 重庆：重庆大学， 2010 .

朱振华 . 5A30铝合金高温压缩变形行为的研究［D］. 广州：广东工业大学， 2011 .

陈帅帅 . Al-0 .2Sc-0.04Zr耐热铝合金热变形行为研究及挤压比参数优化［D］. 太原：中北大学， 2018 .

赵海涛，姜彤 . 电子背散射衍射技术在热模拟压缩研究中的应用［J］. 沈阳理工大学学报， 2021 ， 40 （ 2 ）： 61 - 66 .

黄洪涛，邸洪双，刘洋，等 . Cr12MoV钢热变形行为研究［J］. 材料与冶金学报， 2009 ， 8 （ 4 ）： 290 - 293 .

王立影 . 超高强度钢板热冲压成形技术研究［D］. 上海：同济大学， 2008 .

王小芳 . TC4-DT钛合金热变形动态再结晶组织演变的模拟研究［D］. 南京：南京航空航天大学， 2012 .

程国强，李守新 . 金属材料在高应变率下的热粘塑性本构模型［J］. 弹道学报， 2004 ， 16 （ 4 ）： 18 - 22 .

付甲，李永堂 . 铸态42CrMo钢本构方程与微观组织的研究［C］. 太原.第七届华北（扩大）塑性加工学术年会 . 2010 .

黄胜 . 粉末锻造的热模拟实验研究及其有限元分析［D］. 合肥：合肥工业大学， 2014 .

谢帅，何峰，施文鹏 . USS122G超高强度不锈钢热变形行为及热加工图［J］. 铸造技术， 2024 ， 45 （ 12 ）： 1145 - 1153 .

曹宇，邸洪双，张洁岑，等 . 800H合金动态再结晶行为研究［J］. 金属学报， 2012 ， 48 （ 10 ）： 1175 - 1185 .

曾嵘 . 300M高强钢大型构件在多道次模锻成形条件下再结晶建模及其对宏观流动行为的影响［D］. 武汉：华中科技大学， 2018 .

郝爱国，吉　卫，郝花蕾 . G50超高强度钢热变形行为及本构关系研究［J］. 锻压装备与制造技术， 2020 ， 55 （ 5 ）： 124 - 128 .

杨帆 . 基于动态再结晶的奥氏体不锈钢热加工过程研究［D］. 沈阳：沈阳工业大学， 2021 .

周蕾，王飞，张昊 . 奥氏体化温度对2200 MPa级超高强度钢组织和性能的影响［J/OL］. 特殊钢（ 2025-12-30 ）［ 2026-02-27 ］， http：//dx.doi.org/10.20057/j.1003-8620.N250569 http://dx.doi.org/10.20057/j.1003-8620.N250569 .

朱云鹏 . 硼酸镁晶须增强镁基复合材料的高温变形行为研究［D］. 西宁：青海大学， 2012 .

付　甲，李永堂，齐会萍 . 30CrSiMoVA钢热压缩流变行为与微观组织的研究［J］. 热加工工艺， 2010 ， 39 （ 22 ）： 62 - 65 .

McQueen H J ， Yue S ， Ryan N D ， et al . Hot working characteristics of steels in austenitic state ［J］. Journal of Materials Processing Technology ， 1995 ， 53 （ 1-2 ）： 293 - 310 .

Shi H ， Mclaren A J ， Sellars C M ， et al . Constitutive equations for high temperature flow stress of aluminium alloys ［J］. Materials Science and Technology ， 1997 ， 13 （ 3 ）： 210 - 216 .

Sellars C M ， Mctegart W J . On the mechanism of hot deformation ［J］. Acta Metallurgica ， 1966 ， 14 （ 9 ）： 1136 - 1138 .

Zener C ， Hollomon J H . Effect of strain rate upon plastic flow of steel ［J］. Journal of Applied Physics ， 1944 ， 15 （ 1 ）： 22 - 32 ．

徐东 . 高强度螺栓用钢组织性能控制与研究［D］. 沈阳：东北大学， 2013 .

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