253MA不銹鋼高溫變形行為及組織性能研究.pdf

1、本文開展了對節(jié)鎳奧氏體不銹鋼253MA高溫變形行為的研究工作，旨在揭示材料高溫變形過程中流變應(yīng)力及顯微組織演變規(guī)律，將材料的加工-顯微組織-性能三者聯(lián)系起來。本文在Gleeble-3500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上采用等溫壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了253MA節(jié)鎳奧氏體不銹鋼在變形溫度為900～1150℃，應(yīng)變速率為0.01～20s-1，壓縮量為20％、40％和60％變形條件下的高溫變形行為;分析變形過程中變形熱和摩擦對流變應(yīng)力的影響并進(jìn)行修正;采用修正變形熱

2、與摩擦后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立實(shí)驗(yàn)鋼含應(yīng)變量耦合的流變應(yīng)力本構(gòu)模型和動(dòng)態(tài)材料模型加工圖;通過光學(xué)顯微鏡(OM)和EBSD等分析手段研究了變形參數(shù)對微觀組織演變及軟化機(jī)制的影響規(guī)律。論文的主要研究結(jié)果如下：
　　(1)觀察壓縮試驗(yàn)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線發(fā)現(xiàn)，變形初期流變應(yīng)力隨應(yīng)變量的增加迅速升高，隨后由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的軟化作用而達(dá)到的峰值并逐漸趨于穩(wěn)定。隨應(yīng)變速率的提高或變形溫度的降低，穩(wěn)定階段流變應(yīng)力逐漸增加，進(jìn)入穩(wěn)定階段越遲。
　　

3、(2)變形熱的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)獲得的流變應(yīng)力數(shù)據(jù)偏低。其影響程度會(huì)隨著變形溫度的降低以及應(yīng)變速率和應(yīng)變量的增加而增加;錘頭與試樣間摩擦?xí)?dǎo)致試驗(yàn)測得的應(yīng)力比真實(shí)情況下的應(yīng)力偏大。由于本研究潤滑效果較好，摩擦對應(yīng)力的影響不是很大。
　　(3)利用修正后的流變應(yīng)力數(shù)據(jù)，建立了應(yīng)變量耦合的根據(jù)Arrhenius型雙曲正弦關(guān)系描述的253MA不銹鋼鋼高溫變形本構(gòu)方程。通過對預(yù)測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比觀察及統(tǒng)計(jì)分析，驗(yàn)證了所建立的實(shí)驗(yàn)鋼本構(gòu)方程

4、的準(zhǔn)確性。
　　(4)實(shí)驗(yàn)鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度和再結(jié)晶晶粒尺寸隨著變形溫度的上升、應(yīng)變速率的降低和應(yīng)變量的增加而增加。此外，結(jié)合Z參數(shù)對顯微組織進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，再結(jié)晶過程還與組織中夾雜物等影響晶界遷移的因素有密切的關(guān)系。
　　(5)利用修正后的應(yīng)變-應(yīng)力數(shù)據(jù)來建立實(shí)驗(yàn)鋼253MA的材料加工圖的功率耗散圖。對比了三種失穩(wěn)判據(jù)(Kumar-Prasad、Murty-Rao和Babu失穩(wěn)判據(jù))所建立的流變失穩(wěn)圖。結(jié)合加工圖和對應(yīng)變形參數(shù)