316LN不銹鋼鍛造過(guò)程晶粒演變規(guī)律實(shí)驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、316LN奧氏體不銹鋼作為核電關(guān)鍵件材料，具有較好的力學(xué)性能和耐晶間應(yīng)力腐蝕性能，而應(yīng)用到大型鍛件中時(shí)存在著粗晶和混晶等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響鍛件的力學(xué)性能。因而，對(duì)316LN不銹鋼在大型鍛件鍛造過(guò)程中的晶粒演變規(guī)律進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，可為預(yù)測(cè)實(shí)際鍛造過(guò)程中的晶粒變化提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，并且為大型鍛件制備的關(guān)鍵技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)，對(duì)微觀組織模擬技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。
　　 本文采用物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的技術(shù)手段，系統(tǒng)研究了316LN

2、在鍛造過(guò)程中的晶粒演變規(guī)律以及組織模擬技術(shù)。組織模擬技術(shù)中的核心問(wèn)題是建立準(zhǔn)確的組織演變模型，因此本文從晶粒長(zhǎng)大、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶以及亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等方面開(kāi)展了基礎(chǔ)的研究，獲得如下主要結(jié)論：
　　 (1)采用以回歸誤差平方和最小為優(yōu)化目標(biāo)的方法，給出了晶粒長(zhǎng)大模型，該模型能夠較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)熱處理中的晶粒長(zhǎng)大過(guò)程。
　　 (2)在Gleeble-1500D熱力模擬試驗(yàn)機(jī)上，采用熱壓縮實(shí)驗(yàn)研究了316LN不銹鋼的高溫流變

3、行為。通過(guò)分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出316LN高溫塑性變形時(shí)的流變應(yīng)力與變形速率、變形溫度之間的關(guān)系可選用雙曲正弦函數(shù)來(lái)加以描述。依據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線，并采用Poliak和Joans所提出的方法，確定了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變值，建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程。
　　 (3)采用雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了316LN不銹鋼靜態(tài)軟化行為，得出靜態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)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(jié)晶受應(yīng)變的影響要比應(yīng)

4、變速率要大，但亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶則相反，通過(guò)對(duì)不同的變形參數(shù)研究，得出應(yīng)變?cè)酱?，靜態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)越大；應(yīng)變率越高，亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)越大。
　　 (4)結(jié)合宏觀熱力學(xué)行為與微觀組織演變的耦合技術(shù)，將微觀組織演變模型輸入DEFORM軟件中，對(duì)不同火次的實(shí)際鍛造試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了模擬，并將模擬所得的晶粒尺寸結(jié)果與實(shí)際鍛造試驗(yàn)所得的晶粒尺寸結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者誤差較小，從而驗(yàn)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(yàn)結(jié)果，得知靜態(tài)再結(jié)晶不但