經濟型雙相不銹鋼2101高溫變形行為及機理研究.pdf

1、經濟型雙相不銹鋼2101(EconomicalDuplexStainlessSteel,簡稱EDSS)具有50％的鐵素體和50%的奧氏體,通過以錳、氮代鎳的形式來減少鎳元素的使用量,其中含量較高的錳元素能夠確保奧氏體和鐵素體達到相應的平衡,是一種具有耐蝕性較好,強度高,含鎳量低,性價比高等特點的新型雙相不銹鋼。由于雙相不銹鋼在高溫變形中鐵素體與奧氏體的軟化機制不同,強的相間反應使兩相變形不協(xié)調,在熱加工過程易產生裂紋并擴展,導致雙相不銹

2、鋼卷板材產生邊裂,嚴重影響產品的質量和后續(xù)的深加工。因此,本文圍繞EDSS的高溫變形行為及機理展開研究,并提出最優(yōu)的加工參數(shù),以期為該類鋼的熱軋和熱鍛工藝的優(yōu)化,有效提高產品質量和成材率提供理論依據(jù)。
　　實驗采用Gleeble-1500D熱模擬機對經濟型雙相不銹鋼2101進行高溫壓縮實驗(變形溫度為1000～1150℃,應變速率為0.01～10s-1),研究了經濟型雙相不銹鋼2101的高溫壓縮變形機理以及組織演變規(guī)律,建立了本實

3、驗條件下的本構方程,基于動態(tài)材料模型的Prasad和Murty兩種準則,分別建立相應的熱加工圖。研究結果表明:經濟型雙相不銹鋼2101的流變應力值隨應變速率的增大而增大,隨變形溫度的升高而降低,當溫度為1000℃,應變速率為10s-1,應變?yōu)?.1左右形成“類屈服平臺”;變形條件(變形溫度、應變速率、應變)對經濟型雙相不銹鋼2101熱變形的微觀組織演變影響較大,其變形機制主要以鐵素體的動態(tài)再結晶,鐵素體與奧氏體間的相轉變以及奧氏體的動態(tài)

4、回復為主;采用Arrhenius雙曲正弦本構模型建立了實驗條件下的峰值應力的本構方程,并預測不同變形條件下的流變應力曲線,預測模型能夠精確的預測經濟型雙相不銹鋼2101的流變應力,并且能夠精確的描述其動態(tài)力學特征,1000℃、10s-1的條件下,預測值與實驗值之間存在一定誤差,標準統(tǒng)計學相關系數(shù)及平均絕對誤差分別為R=0.996,Δ=4.2%;依據(jù)兩種不同準則的熱加工圖,并結合不同變形條件下的微觀組織,確定的最佳熱加工區(qū)域為:應變速率0