410S不銹鋼熱變形行為研究.pdf

1、410S不銹鋼是鐵素體不銹鋼的代表鋼種，含有少量馬氏體，具有很好的塑性和延展性。該鋼種多以板材形式用于制造排氣系統(tǒng)部件和汽車(chē)消聲器等等結(jié)構(gòu)零件，并且還廣泛應(yīng)用于集裝箱、熱交換器、地下管道等。但不銹鋼鑄坯中存在的裂紋，起皮等缺陷嚴(yán)重影響最終的不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)鑄態(tài)410S鐵素體不銹鋼的高溫變形行為進(jìn)行基礎(chǔ)研究，為優(yōu)化鑄軋工藝提供理論數(shù)據(jù)。
　　 本文采用THERMORSTER-W熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)410S鐵素體不銹鋼進(jìn)行高溫壓

2、縮熱變形試驗(yàn)。熱變形參數(shù)如下:試驗(yàn)溫度為950℃、1000℃、1050C、1100℃和1150℃，應(yīng)變速率為0.01 s-1、0.05 s-1、0.1 s-1、0.5 s-1、1.0 s-1和2.5 s-1。采用萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)上對(duì)410S不銹鋼進(jìn)行300～1250℃高溫拉伸試驗(yàn)。
　　 本文主要通過(guò)觀(guān)察顯微組織、分析流變曲線(xiàn)、計(jì)算熱變形方程、繪制熱加工圖等四個(gè)方面探討了410S鐵素體不銹鋼的熱變形行為，得出結(jié)論如下:
　　

3、 1.當(dāng)變形速率保持不變，不同的變形溫度下410S不銹鋼壓縮試樣的顯微組織形貌將會(huì)出現(xiàn)很大的變化。隨著變形溫度的不斷升高，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶越來(lái)越容易發(fā)生，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶所占的比例以及再結(jié)晶晶粒尺寸也不斷增大。當(dāng)溫度保持不變，不同應(yīng)變速率下410S不銹鋼壓縮試樣的顯微組織形貌也具有不同的特征，應(yīng)變速率越小，變形越充分，越有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。
　　 2.410S不銹鋼在高溫壓縮時(shí)流變應(yīng)力的變化主要存在兩個(gè)階段:a，非穩(wěn)態(tài)階段，其出現(xiàn)在變

4、形起始，即應(yīng)變較小時(shí)，曲線(xiàn)斜率大，應(yīng)力迅速增大，隨著應(yīng)變的增加急劇增大到某一峰值。b，穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段。當(dāng)應(yīng)變繼續(xù)增大時(shí)，流變應(yīng)力逐漸趨于一穩(wěn)定值而變化很小。在同一應(yīng)變速率下，410S不銹鋼高溫壓縮時(shí)流變應(yīng)力隨溫度升高而減小;在同一溫度下流變應(yīng)力隨應(yīng)變速率增大而增大。300～1150℃溫度區(qū)間的410S不銹鋼高溫拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)中，隨著溫度的升高，拉伸試樣的強(qiáng)度迅速降低，在曲線(xiàn)中分有三個(gè)特征區(qū):(a)，高溫塑性區(qū)，出現(xiàn)在1000～1150℃

5、溫度區(qū)間;(b)，中溫脆性區(qū)，出現(xiàn)在600～950℃溫度區(qū)間;(c)，低溫脆性區(qū)，出現(xiàn)在300～500℃溫度區(qū)間。
　　 3.410S不銹鋼的材料常數(shù)A為2.61×1017s-1，應(yīng)力指數(shù)為4.57，變形激活能Q為430kJ/mol，本構(gòu)方程為:ε=2.61×1017[sinh(ασp)]4.57 exp[-430000/RT]。
　　 4.建立了410S不銹鋼的能量耗散圖，流變失穩(wěn)圖以及熱加工圖。熱加工圖隨著真應(yīng)變的變

6、化，有大致相同的變化趨勢(shì)。當(dāng)真應(yīng)變?yōu)?.1時(shí)，變形溫度為1131℃～1150℃，應(yīng)變速率為0.04s-1～0.41s-1時(shí)，在這個(gè)區(qū)域能量耗散效率可以達(dá)到43％，是最適合進(jìn)行熱加工的區(qū)域。當(dāng)真應(yīng)變?yōu)?.6時(shí)，能量耗散效率較高的區(qū)域主要有兩個(gè):第一個(gè)區(qū)域里變形溫度為1036℃～1098℃，應(yīng)變速率為0.025s-1以下;第二個(gè)區(qū)域里變形溫度在1133℃以上，應(yīng)變速率為0.06s-1～0.22s-1之間。這兩個(gè)區(qū)域能量耗散效率可以達(dá)到48％