奧氏體不銹鋼高溫變形過程中頸縮機(jī)制的研究.pdf

1、金屬材料在高溫變形加工過程中會發(fā)生不均勻應(yīng)變，這種應(yīng)變集中在某一個(gè)區(qū)域發(fā)生應(yīng)變局部化，引起表面局部頸縮，甚至使工件開裂。本文在THERMORESTOR-W熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，研究了金屬材料從開始塑性變形到變形局部化的發(fā)生，以及發(fā)展為頸縮的演變過程機(jī)制;高溫變形的應(yīng)變速率敏感性指數(shù)、應(yīng)力狀態(tài)以及變形強(qiáng)化機(jī)制對變形局部化和頸縮的影響規(guī)律;原始缺陷及變形過程中產(chǎn)生的幾何不均勻?qū)︻i縮發(fā)生的影響。
　　 通過對304奧氏體不

2、銹鋼進(jìn)行1150℃、950℃和750℃的高溫拉伸卸載試驗(yàn)，研究了高溫拉伸過程中材料的不均勻變形的演變和頸縮的產(chǎn)生和過程。分析發(fā)現(xiàn)，在高溫拉伸變形過程中出現(xiàn)了不均勻變形。隨著應(yīng)變量的增大，表面粗糙度逐漸增大;從試樣宏觀整體上看，當(dāng)應(yīng)變量較小時(shí)，盡管試樣出現(xiàn)了變形局部化，但仍保持著幾何上的均勻性;當(dāng)應(yīng)變量較大時(shí)，在1150℃試樣的輪廓演變?yōu)橹窆?jié)形，失穩(wěn)頸縮發(fā)生在其中一個(gè)局部化區(qū)域內(nèi);950℃時(shí)為單個(gè)的局部化區(qū)域，并在其內(nèi)形成頸縮。進(jìn)行了75

3、0℃的拉伸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試樣表面變形局部化很少，基本上是光滑的。
　　 通過對304奧氏體不銹鋼進(jìn)行950℃～1200℃范圍內(nèi)的高溫拉伸試驗(yàn)，研究了304奧氏體不銹鋼的高溫變形特性和應(yīng)變速率敏感指數(shù)m對頸縮的影響。分析發(fā)現(xiàn):應(yīng)變速率敏感指數(shù)m隨著溫度的升高而增大，而且不同溫度下試樣的頸縮應(yīng)變量隨著應(yīng)變速率敏感指數(shù)m的增大而增大。進(jìn)而提出了高溫拉伸過程的不均勻變形和頸縮機(jī)制，在拉伸變形的初期就形成一個(gè)變形集中區(qū)域，高溫下由于較高的應(yīng)變

4、速率強(qiáng)化使變形不斷的轉(zhuǎn)移，從而形成了試樣輪廓上的凹陷，當(dāng)應(yīng)變較大時(shí)局部化區(qū)域不發(fā)生轉(zhuǎn)移，而集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi)形成頸縮引起斷裂。隨著溫度的升高，應(yīng)變速率敏感指數(shù)m增大，較大的應(yīng)變速率敏感指數(shù)使應(yīng)變速率強(qiáng)化效果更加顯著，并推遲了頸縮的發(fā)生，使試樣表面粗糙度更大。
　　 通過對304奧氏體不銹鋼進(jìn)行1150℃和950℃缺口拉伸試樣，并結(jié)合有限元研究其應(yīng)力狀態(tài)對頸縮的影響。分析表明，應(yīng)力三軸度越高，試樣越容易發(fā)生頸縮;溫度越高，由于較高的