316LN不銹鋼鍛造過程晶粒演變規(guī)律實驗與模擬研究.pdf

1、316LN奧氏體不銹鋼作為核電關鍵件材料，具有較好的力學性能和耐晶間應力腐蝕性能，而應用到大型鍛件中時存在著粗晶和混晶等質量問題，嚴重影響鍛件的力學性能。因而，對316LN不銹鋼在大型鍛件鍛造過程中的晶粒演變規(guī)律進行較為系統(tǒng)的研究，可為預測實際鍛造過程中的晶粒變化提供實驗依據(jù)，并且為大型鍛件制備的關鍵技術奠定理論基礎，對微觀組織模擬技術的發(fā)展有著重要的意義。
　　 本文采用物理實驗和數(shù)值模擬相結合的技術手段，系統(tǒng)研究了316LN

2、在鍛造過程中的晶粒演變規(guī)律以及組織模擬技術。組織模擬技術中的核心問題是建立準確的組織演變模型，因此本文從晶粒長大、動態(tài)再結晶、靜態(tài)再結晶以及亞動態(tài)再結晶等方面開展了基礎的研究，獲得如下主要結論：
　　 (1)采用以回歸誤差平方和最小為優(yōu)化目標的方法，給出了晶粒長大模型，該模型能夠較為準確的預測熱處理中的晶粒長大過程。
　　 (2)在Gleeble-1500D熱力模擬試驗機上，采用熱壓縮實驗研究了316LN不銹鋼的高溫流變

3、行為。通過分析基礎實驗數(shù)據(jù)，提出316LN高溫塑性變形時的流變應力與變形速率、變形溫度之間的關系可選用雙曲正弦函數(shù)來加以描述。依據(jù)應力應變曲線，并采用Poliak和Joans所提出的方法，確定了動態(tài)再結晶的臨界應變值，建立了動態(tài)再結晶動力學方程。
　　 (3)采用雙道次熱壓縮實驗，研究了316LN不銹鋼靜態(tài)軟化行為，得出靜態(tài)再結晶和亞動態(tài)再結晶的軟化曲線都符合Avrami方程，呈現(xiàn)典型的S型曲線特征。靜態(tài)再結晶受應變的影響要比應

4、變速率要大，但亞動態(tài)再結晶則相反，通過對不同的變形參數(shù)研究，得出應變越大，靜態(tài)再結晶分數(shù)越大；應變率越高，亞動態(tài)再結晶分數(shù)越大。
　　 (4)結合宏觀熱力學行為與微觀組織演變的耦合技術，將微觀組織演變模型輸入DEFORM軟件中，對不同火次的實際鍛造試驗過程進行了模擬，并將模擬所得的晶粒尺寸結果與實際鍛造試驗所得的晶粒尺寸結果進行對比，兩者誤差較小，從而驗證了所建微觀組織模型的可靠性。根據(jù)不同火次的鍛造試驗結果，得知靜態(tài)再結晶不但