雙相不銹鋼熱變形本構(gòu)模型與組成相變形協(xié)調(diào)性研究.pdf

1、雙相不銹鋼具有鐵素體和奧氏體兩相結(jié)構(gòu)，因而兼有奧氏體不銹鋼優(yōu)良的韌性、焊接性以及鐵素體不銹鋼的較高耐應(yīng)力腐蝕性等特點，是一種真正意義上的高性能結(jié)構(gòu)材料，廣泛地應(yīng)用于石化、造紙和石油等工業(yè)領(lǐng)域。但因其組成相本構(gòu)特性與變形機制存有較大差異，變形時應(yīng)力、應(yīng)變在兩相間的分配不均勻，兩相變形協(xié)調(diào)性差，進而導(dǎo)致材料變形過程中出現(xiàn)裂紋缺陷，成為雙相不銹鋼制造瓶頸。因此，理清雙相不銹鋼變形時組成相各自的本構(gòu)特性，從而獲得不同初始組織與變形條件下兩相間的

2、應(yīng)力應(yīng)變配分規(guī)律，明確兩相變形協(xié)調(diào)性與初始組織以及變形條件間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對突破雙相不銹鋼變形致裂敏感的技術(shù)瓶頸具有重要的工程意義，有助于雙相不銹鋼加工工藝的制定與新鋼種的設(shè)計、研發(fā)。
　　本文采用室溫拉伸、光學(xué)金相（OM）、電子背散射衍射（EBSD）、熱物理模擬等方法，研究了2205雙相不銹鋼連鑄坯不同區(qū)域的室溫力學(xué)性能和熱變形行為；選取變形時最易開裂的柱狀晶區(qū)進行深入研究，得到了宏觀流變曲線預(yù)測模型以及考慮組成相變形協(xié)調(diào)性的本構(gòu)

3、關(guān)系，并結(jié)合有限元分析計算了不同初始組織和變形條件下兩相間的應(yīng)力應(yīng)變配分規(guī)律，討論了雙相不銹鋼變形規(guī)律、開裂特征與機理，主要結(jié)果如下：
　?。?）試驗鋼連鑄坯不同區(qū)域的性能與變形規(guī)律存有差異，柱狀晶區(qū)的力學(xué)性能最差，熱變形時最易開裂。
　?。?）試驗鋼柱狀晶區(qū)材料的熱變形流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高、應(yīng)變速率的降低而減??；兩相的變形機制不同，鐵素體主要以動態(tài)回復(fù)為主，而奧氏體主要是動態(tài)再結(jié)晶；裂紋主要在相界處形核并沿相界或(和

4、)鐵素體相內(nèi)擴展。
　?。?）考慮變形過程中摩擦以及塑性熱對流變應(yīng)力的影響，修正了柱狀晶區(qū)材料的流變曲線，從而建立了綜合考慮溫度、應(yīng)變速率以及應(yīng)變的流變曲線預(yù)測模型。通過與實驗結(jié)果對比，驗證了預(yù)測模型的正確性。
　?。?）利用JMatPro軟件，獲得了組成相在不同條件下的流變曲線；基于摩擦、溫度修正后的流變曲線，結(jié)合混合法則，得到了雙相不銹鋼不同熱壓縮條件下組成相的本構(gòu)方程，明確了雙相不銹鋼變形過程中應(yīng)力應(yīng)變的配分規(guī)律。