雙相不銹鋼熱變形本構模型與組成相變形協(xié)調(diào)性研究.pdf

1、雙相不銹鋼具有鐵素體和奧氏體兩相結構，因而兼有奧氏體不銹鋼優(yōu)良的韌性、焊接性以及鐵素體不銹鋼的較高耐應力腐蝕性等特點，是一種真正意義上的高性能結構材料，廣泛地應用于石化、造紙和石油等工業(yè)領域。但因其組成相本構特性與變形機制存有較大差異，變形時應力、應變在兩相間的分配不均勻，兩相變形協(xié)調(diào)性差，進而導致材料變形過程中出現(xiàn)裂紋缺陷，成為雙相不銹鋼制造瓶頸。因此，理清雙相不銹鋼變形時組成相各自的本構特性，從而獲得不同初始組織與變形條件下兩相間的

2、應力應變配分規(guī)律，明確兩相變形協(xié)調(diào)性與初始組織以及變形條件間的關聯(lián)關系，對突破雙相不銹鋼變形致裂敏感的技術瓶頸具有重要的工程意義，有助于雙相不銹鋼加工工藝的制定與新鋼種的設計、研發(fā)。
　　本文采用室溫拉伸、光學金相（OM）、電子背散射衍射（EBSD）、熱物理模擬等方法，研究了2205雙相不銹鋼連鑄坯不同區(qū)域的室溫力學性能和熱變形行為；選取變形時最易開裂的柱狀晶區(qū)進行深入研究，得到了宏觀流變曲線預測模型以及考慮組成相變形協(xié)調(diào)性的本構

3、關系，并結合有限元分析計算了不同初始組織和變形條件下兩相間的應力應變配分規(guī)律，討論了雙相不銹鋼變形規(guī)律、開裂特征與機理，主要結果如下：
　?。?）試驗鋼連鑄坯不同區(qū)域的性能與變形規(guī)律存有差異，柱狀晶區(qū)的力學性能最差，熱變形時最易開裂。
　?。?）試驗鋼柱狀晶區(qū)材料的熱變形流變應力隨著變形溫度的升高、應變速率的降低而減??；兩相的變形機制不同，鐵素體主要以動態(tài)回復為主，而奧氏體主要是動態(tài)再結晶；裂紋主要在相界處形核并沿相界或(和

4、)鐵素體相內(nèi)擴展。
　　（3）考慮變形過程中摩擦以及塑性熱對流變應力的影響，修正了柱狀晶區(qū)材料的流變曲線，從而建立了綜合考慮溫度、應變速率以及應變的流變曲線預測模型。通過與實驗結果對比，驗證了預測模型的正確性。
　?。?）利用JMatPro軟件，獲得了組成相在不同條件下的流變曲線；基于摩擦、溫度修正后的流變曲線，結合混合法則，得到了雙相不銹鋼不同熱壓縮條件下組成相的本構方程，明確了雙相不銹鋼變形過程中應力應變的配分規(guī)律。