Mn18Cr18N鋼熱鍛中損傷的理論與試驗研究.pdf

1、開裂作為金屬塑性成形過程中變形材料的破壞現(xiàn)象是金屬塑性成形工藝過程分析和優(yōu)化中重點要解決的問題，也是制約產品質量的關鍵因素。揭示材料在成形過程中裂紋形成的原因及其發(fā)展變化過程，并尋找避免其產生的方法，進而指導成形工藝設計和優(yōu)化是學術界長期以來重要的研究課題。隨著我國經濟的發(fā)展，能源需求越來越大，然而300MW以上大型發(fā)電機護環(huán)我國尚不能穩(wěn)定生產。Mn18Cr18N鋼是300MW以上護環(huán)生產中的主要用鋼，該鋼在成形中易開裂成為制約大型發(fā)電

2、機護環(huán)生產的關鍵問題。
　　 本文以Mn18Cr18N鋼300MW護環(huán)成形為基礎，從影響成形中裂紋形成和擴展的主要因素出發(fā)，利用拉伸試驗、定量金相測試和數(shù)值模擬方法分析了變形溫度、應力狀態(tài)、應變率、組織結構對高溫塑性、裂紋形成和裂紋擴展的作用規(guī)律。在800～1200℃溫度范圍內，Mn18Cr18N高氮奧氏體不銹鋼的塑性隨溫度升高而升高，1200℃時達到最好，然后開始下降；應變率通過再結晶的作用而影響開裂趨勢；當溫度低于1100℃

3、時，細晶粒尺寸材料的塑性優(yōu)于粗晶粒尺寸，而溫度高于1100℃時中等晶粒尺寸材料塑性最好。進而給出了護環(huán)鍛造中各變量的控制要求。全面綜述了當前工程中常用的各種韌性斷裂準則及其對裂紋起裂和擴展過程的觀點，并針對Mn18Cr18N鋼進行了材料韌性斷裂試驗和數(shù)值模擬計算：選取以拉伸頸縮時的應變作為空洞形核應變、斷裂應變作為空洞開始聚合時的應變；給出了對應各韌性斷裂準則的損傷因子閾值及其隨溫度變化規(guī)律，并對各韌性斷裂準則的適用性和精度進行了試驗驗