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超级双相不锈钢的拉伸性能及热变形行为研究

童骏

   双相不锈钢(DSS)具有优异的耐腐蚀性和力学性能,是一种真正意义上的高性能结构材料,目前正越来越多地用于化学、石化、造纸和石油等工业,但因其热加工成形性能较差,工件在锻造等热加工过程中容易产生裂纹而报废,所以双相不锈钢热加工塑性及相关研究是当前不锈钢研究领域的一个热点。 本文用光学金相(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、纳米压痕试验、穆斯堡尔试验、常温拉伸试验和热模拟试验等方法研究了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢(SDSS)的显微组织、室温与高温力学性能以及高温变形行为,以期探讨该钢的组织性能关系及其变形行为,并为该钢热加工工艺的制定提供参考。 00Cr25Ni7Mo4N SDSS的铸态组织通常由铁素体和奥氏体两相组成,但在一定温度区间固溶处理、或者固溶处理后连续冷却以及一定程度热变形过程中,还会出现σ相。SDSS在800~1000℃固溶处理时温度越高σ相越少;固溶处理后冷却速度越快σ相越少,经1150℃固溶处理后无σ相析出的临界冷却速度为0.3℃/s;热变形会促进00Cr25Ni7Mo4N SDSSσ相的析出。 对00Cr25Ni7Mo4N SDSS的高温塑性研究表明,铸态SDSS的塑性随变形温度的升高而增加,锻态SDSS在600~1300℃热加工时,热塑性曲线出现一谷一峰,在1100~1200℃范围内热塑性最好,在800~900℃范围内变形时因σ相在δ/γ相界处大量析出而塑性最差。 利用Gleeble-3800热模拟机系统研究了铸态00Cr25Ni7Mo4N SDSS的流变行为,确定了其热变形方程,给出了其在不同应变量、变形温度及应变速率条件下的应变速率敏感性指数与能量消耗效率(η),建立了00Cr25Ni7Mo4N SDSS的热加工图。结果表明,铸态00Cr25Ni7Mo4N SDSS的热变形激活能(Q)为492kJ/mol,应力指数(n)为3.51,不同真应变下的热加工图相似,且随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率逐渐升高,当真应变为0.2、变形温度在1200℃左右且应变速率为0.1s-1时,η达到峰值(约为40%)。 锻态00Cr25Ni7Mo4N SDSS具有优异的室温力学性能,抗拉强度可达800MPa以上,延伸率可达52%。纳米压痕试验结果表明,铸态及锻态00Cr25Ni7Mo4N SDSS铁素体和奥氏体的室温硬度比较相近,但在高温时两相的硬度差别较大,主要由于热变形条件下两者的动态软化机制不同,铁素体以动态回复为主,而奥氏体则以动态再结晶为主。 00Cr25Ni7Mo4N SDSS的热加工温度范围需准确控制,并且每道次的变形量也需要严格控制。……   
[关键词]:超级双相不锈钢;拉伸性能;热变形;热塑性;铁素体;奥氏体
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:燕山大学2006年