雙相不銹鋼作為一種含有奧氏體和鐵素體兩種不同組織的特殊鋼材,因?yàn)榧嬗袏W氏體和鐵素體兩種不同組織的性能特點(diǎn),所以常作為一種高性能材料應(yīng)用于石油、海洋、化工以及造紙等行業(yè)。節(jié)鎳型雙相不銹鋼通過(guò)添加Mn元素來(lái)降低Ni含量的添加,是一種生產(chǎn)成本相對(duì)較低的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼。因?yàn)镸n對(duì)鋼中奧氏體的穩(wěn)定機(jī)理以及對(duì)層錯(cuò)能影響的差異,導(dǎo)致不同Mn含量對(duì)材料熱變形行為的影響也會(huì)有所差異。本文通過(guò)控制添加幾種不同Mn元素的含量,對(duì)比研究了Mn對(duì)18%Cr節(jié)鎳型雙相不銹鋼熱壓縮大變形行為的影響,為18%Cr低鉻系列雙相不銹鋼的熱加工工藝、鍛造工藝和熱擠壓等提供必要可靠的理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)采用Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同Mn含量的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行了熱變形條件為1123～1423K/0.01～10s^-1的熱壓縮實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)其微觀組織、熱力學(xué)本構(gòu)方程、再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)以及熱加工圖的分析可知:1.在低應(yīng)變速率(0.01-0.1s^-1)下,奧氏體再結(jié)晶效果良好。隨著熱壓縮溫度的升高,奧氏體晶粒逐漸由極細(xì)小的初生晶粒向大小均衡的等軸晶轉(zhuǎn)變。當(dāng)應(yīng)變速率為10s^-1

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1雙相不銹鋼的發(fā)展歷史Fig1.1Historyofthedevelopmentofduplexstainlesssteel

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6與鐵素體不同，奧氏體層錯(cuò)能低，原子自擴(kuò)散勢(shì)壘較高。隨著熱變形過(guò)程中形變?cè)黾樱鞣N形變位錯(cuò)之間容易發(fā)生堆積，變形儲(chǔ)能也隨之升高。由于位錯(cuò)的不斷增加，會(huì)觸發(fā)再結(jié)晶形核，軟化的速度會(huì)因?yàn)樵俳Y(jié)晶形核所形成的新晶界的遷移以及動(dòng)態(tài)回復(fù)形成的亞晶的消失而有所增大。宏觀表現(xiàn)為材料的流變應(yīng)力曲線在應(yīng)力達(dá)到峰值后會(huì)出現(xiàn)非常明顯的軟化行為，隨后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，如圖1.2a所示。在熱變形的初始階段，應(yīng)力隨應(yīng)變的升高而升高，達(dá)到峰值點(diǎn)(σp)后，合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，應(yīng)力逐漸下降至某個(gè)穩(wěn)定值（也可在這個(gè)值上下輕微浮動(dòng)），隨后加工硬化與動(dòng)態(tài)軟化效應(yīng)達(dá)到平衡[29]。圖1.2應(yīng)力應(yīng)變曲線(a)再結(jié)晶型;(b)回復(fù)型Fig.1.2Stress-straincurve(a)Recrystallizationtype;(b)Recoverytype需要注意的是，壓縮試樣應(yīng)力應(yīng)變曲線中的應(yīng)變?yōu)檎鎽?yīng)變，其與工程應(yīng)變的關(guān)系如下圖1.3所示：圖1.3試樣壓縮前后的尺寸與形狀對(duì)比Fig.1.3SizeandShapeComparisonofSamplesbeforeandafterCompression真應(yīng)變：ε=ln(00)(1-1)結(jié)合上訴對(duì)奧氏體和鐵素體兩種不同組織微觀晶體結(jié)構(gòu)的軟化行為機(jī)理的分析，傳統(tǒng)的理論和一些早期的研究認(rèn)為，雙相不銹鋼在熱變形過(guò)程中兩種不同組織的軟化行為與各(a)真應(yīng)變真應(yīng)力(b)真應(yīng)力真應(yīng)變L0L

第一章緒論9切帶三種有害機(jī)制以及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶這種安全變形[42]。材料在熱加工過(guò)程中應(yīng)該盡量避免前三種有害機(jī)制而使用動(dòng)態(tài)再結(jié)晶這種安全變形。如圖1.3所示，為304奧氏體不銹鋼的Raj熱加工圖圖1.3304奧氏體不銹鋼的Raj熱加工圖Fig.1.3RajHotprocessingmapof304AusteniticStainlessSteelRaj熱加工圖的局限性很大，只能適用于簡(jiǎn)單合金和純金屬材料，無(wú)法適用與各鐘變形機(jī)制[44]。（2）DMM熱加工圖Raj加工圖所用的原子理論模型局有其局限性，并不適用于一般商業(yè)化合金的加工。所以1983年，Prasad和Gegel等人利用物理系統(tǒng)模擬、大塑性變形連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和不可逆熱力學(xué)理論創(chuàng)建了動(dòng)態(tài)材料模型[45]，建立起大塑性變形和組織結(jié)構(gòu)耗散的聯(lián)系，進(jìn)而將外界作用的能量通過(guò)工件塑性變形的耗散過(guò)程進(jìn)行描述。解決了這一缺陷而且將材料的熱變形行為準(zhǔn)確的引入到有限元的流變分析中。隨后Prasad[46],Gegel[47],Malas[48],Alexander[49]等人又在此基礎(chǔ)上對(duì)此模型做了進(jìn)一步完善，創(chuàng)建了功率耗散圖。同時(shí)也提出了穩(wěn)定變形區(qū)和失穩(wěn)變形區(qū)的判據(jù)，建立了失穩(wěn)圖。將功率耗散圖與失穩(wěn)圖兩者疊加便形成了基于DMM的熱加工圖[50]。如圖1.4所示，為18Cr9MnNi節(jié)鎳型雙相不銹鋼的在不同應(yīng)變下的熱加工圖。

【參考文獻(xiàn)】：
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[3]特超級(jí)雙相不銹鋼熱變形行為研究[D]. 劉德罡.東北大學(xué) 2015
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[5]Ni、Mn、N對(duì)2507超級(jí)雙相不銹鋼組織和性能的影響[D]. 朱巖.哈爾濱理工大學(xué) 2014
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