304不銹鋼型材制備與零件成形過程宏微觀研究.pdf

1、304不銹鋼屬于奧氏體不銹鋼，具有良好的耐腐蝕性、低溫強度和良好的力學(xué)性能，在汽車、船舶、航天航空以及醫(yī)療器具等方面有著廣泛的用途。但是由于304不銹鋼屬于低層錯能的面心立方結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致全位錯比較容易分解成層錯寬度較大的擴展位錯，而擴展位錯不利于回復(fù)的進(jìn)行。因此，其軟化機制主要是通過再結(jié)晶。雖然在熱成形過程中，能夠通過再結(jié)晶來進(jìn)行軟化，消除加工硬化。但是熱成形的產(chǎn)品表面質(zhì)量較差、尺寸精確度較低，這樣也制約了其工業(yè)應(yīng)用，而具有尺寸精度高、表

2、面質(zhì)量好，綜合力學(xué)性能好等優(yōu)點的冷成形技術(shù)則能夠滿足成形制品對精度和質(zhì)量的要求。但是在冷成形過程中，其加工硬化現(xiàn)象非常明顯，這樣影響加工效率和模具壽命，并且制件也容易出現(xiàn)裂紋。因此，研究304不銹鋼在成形過程中的宏微觀變化情況，對于改進(jìn)工藝，指導(dǎo)生產(chǎn)是很有意義的。
　　本文以304不銹鋼型材制備與零件成形過程作為研究對象，采用實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究其型材制備、零件成形以及材料斷裂過程中的宏微觀變化。在型材制備過程中，為了驗

3、證固溶處理模擬的可靠性，對原始試樣進(jìn)行了鐓粗-固溶處理的模擬與實驗；在零件成形過程中，對零件擠壓成形過程進(jìn)行了模擬與實驗；在材料斷裂過程中，研究了同坯次的304不銹鋼拉伸過程中微孔的萌生、長大等微觀變化。結(jié)果表明：在型材制備過程中，原始試樣經(jīng)過鐓粗，形變誘導(dǎo)了馬氏體相變，顯微硬度從247.2HV上升到了444.0HV。鐓粗后的試樣在1100℃固溶處理過程中發(fā)生了再結(jié)晶，最終得到不規(guī)則的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸為96.86um，這與模擬結(jié)

4、果比較吻。固溶處理后材料顯微硬度下降至180.0HV，形變誘導(dǎo)的馬氏體消失。零件成形過程中，經(jīng)過拉拔、固溶處理后的材料在進(jìn)行擠壓成形時，零件較大變形處沿著擠壓方向上有很明顯的纖維組織，較小變形處晶粒尺寸變化不大，這與模擬一致。材料斷裂過程中，隨著拉伸開始，位錯密度不斷積累，晶粒內(nèi)部出現(xiàn)由方向相同的滑移線組成的滑移帶，不同晶粒內(nèi)滑移帶方向不同。拉伸量繼續(xù)增加，晶粒取向發(fā)生明顯變化，人為缺口處的晶粒發(fā)生轉(zhuǎn)動，試樣表面出現(xiàn)橘皮褶皺。通過SEM