經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101高溫變形行為及機(jī)理研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)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(dá)到相應(yīng)的平衡,是一種具有耐蝕性較好,強(qiáng)度高,含鎳量低,性價比高等特點(diǎn)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(jī)制不同,強(qiáng)的相間反應(yīng)使兩相變形不協(xié)調(diào),在熱加工過程易產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展,導(dǎo)致雙相不銹

2、鋼卷板材產(chǎn)生邊裂,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)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(jī)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(chǎn)品質(zhì)量和成材率提供理論依據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)采用Gleeble-1500D熱模擬機(jī)對經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101進(jìn)行高溫壓縮實(shí)驗(yàn)(變形溫度為1000～1150℃,應(yīng)變速率為0.01～10s-1),研究了經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101的高溫壓縮變形機(jī)理以及組織演變規(guī)律,建立了本實(shí)

3、驗(yàn)條件下的本構(gòu)方程,基于動態(tài)材料模型的Prasad和Murty兩種準(zhǔn)則,分別建立相應(yīng)的熱加工圖。研究結(jié)果表明:經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101的流變應(yīng)力值隨應(yīng)變速率的增大而增大,隨變形溫度的升高而降低,當(dāng)溫度為1000℃,應(yīng)變速率為10s-1,應(yīng)變?yōu)?.1左右形成“類屈服平臺”;變形條件(變形溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)變)對經(jīng)濟(jì)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(jī)制主要以鐵素體的動態(tài)再結(jié)晶,鐵素體與奧氏體間的相轉(zhuǎn)變以及奧氏體的動態(tài)

4、回復(fù)為主;采用Arrhenius雙曲正弦本構(gòu)模型建立了實(shí)驗(yàn)條件下的峰值應(yīng)力的本構(gòu)方程,并預(yù)測不同變形條件下的流變應(yīng)力曲線,預(yù)測模型能夠精確的預(yù)測經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101的流變應(yīng)力,并且能夠精確的描述其動態(tài)力學(xué)特征,1000℃、10s-1的條件下,預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值之間存在一定誤差,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計學(xué)相關(guān)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(zhǔn)則的熱加工圖,并結(jié)合不同變形條件下的微觀組織,確定的最佳熱加工區(qū)域?yàn)?應(yīng)變速率0