高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼熱變形行為研究.pdf

1、超級(jí)奧氏體不銹鋼具有極高的耐點(diǎn)腐蝕和耐縫隙腐蝕性能，已逐漸成為鎳基合金和鈦合金的代用材料。高合金化是超級(jí)奧氏體不銹鋼的發(fā)展方向，近來奧托昆普開發(fā)的高鉬(＞7％)高氮(＞0.4％)超級(jí)奧氏體不銹鋼具備更加優(yōu)異的耐腐蝕性能，可用于極端苛刻的環(huán)境。然而，高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼合金含量高，熱變形過程中容易析出二次金屬間相，出現(xiàn)嚴(yán)重的邊裂紋。因此研究高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼的熱變形行為，揭示組織演變規(guī)律，探索最佳熱加工工藝窗口，可以為高鉬高氮超

2、級(jí)奧體不銹鋼的熱軋工藝提供理論指導(dǎo)。
　　本論文用Thermecmastor-Z模擬機(jī)進(jìn)行單道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼熱變形行為。通過Thermo-Calc軟件計(jì)算，并結(jié)合金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)觀察微觀組織，研究了高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼熱變形過程中的本構(gòu)關(guān)系、組織演變和熱加工圖。
　　分析真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線表明，變形抗力隨變形溫度的升高而減小，隨應(yīng)變速率的提高而增大。

3、當(dāng)應(yīng)變速率較低時(shí)，真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線呈現(xiàn)典型的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征，當(dāng)應(yīng)變速率較高時(shí)，真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線呈現(xiàn)加工硬化特征。以Zener-Hollomon方程為基礎(chǔ)回歸分析，計(jì)算出高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼的熱變形激活能為Q=530kJ/mol，建立熱變形本構(gòu)方程。通過三次多項(xiàng)式擬合，確定動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變?chǔ)與表達(dá)式。
　　通過OM觀察試樣，應(yīng)變速率越低，變形溫度越高，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行的越完全。用SEM分析熱變形過程中的析出相，隨著溫度升高，

4、析出相呈減少趨勢。析出相有釘扎作用，阻礙動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行，析出相的體積分?jǐn)?shù)越大，釘扎作用越明顯。通過TEM確定熱變形過程中主要析出相為σ相。Thermo-Calc計(jì)算結(jié)果表明Cr、Mo促進(jìn)了σ相析出，而N抑制σ相析出。
　　基于動(dòng)態(tài)材料模型，繪制了不同應(yīng)變量下的熱加工圖。結(jié)合微觀組織的演變規(guī)律，根據(jù)熱加工圖中安全區(qū)和失穩(wěn)區(qū)的分布，對(duì)高鉬高氮超級(jí)奧氏體不銹鋼熱加工工藝優(yōu)化，確定熱加工最佳的工藝窗口為變形溫度1150～1250℃，應(yīng)變