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,因為兼有奧氏體和鐵素體兩種不同組織的性能特點,所以常作為一種高性能材料應用于石油、海洋、化工以及造紙等行業(yè)。節(jié)鎳型雙相不銹鋼通過添加Mn元素來降低Ni含量的添加,是一種生產(chǎn)成本相對較低的經(jīng)濟型雙相不銹鋼。因為Mn對鋼中奧氏體的穩(wěn)定機理以及對層錯能影響的差異,導致不同Mn含量對材料熱變形行為的影響也會有所差異。本文通過控制添加幾種不同Mn元素的含量,對比研究了Mn對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)。實驗采用Gleeble-3800熱模擬試驗機對不同Mn含量的實驗樣品進行了熱變形條件為1123～1423K/0.01～10s^-1的熱壓縮實驗。通過對其微觀組織、熱力學本構(gòu)方程、再結(jié)晶動力學以及熱加工圖的分析可知:1.在低應變速率(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小的初生晶粒向大小均衡的等軸晶轉(zhuǎn)變。當應變速率為10s^-1

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

昆明理工大學碩士學位論文6與鐵素體不同，奧氏體層錯能低，原子自擴散勢壘較高。隨著熱變形過程中形變增加，各種形變位錯之間容易發(fā)生堆積，變形儲能也隨之升高。由于位錯的不斷增加，會觸發(fā)再結(jié)晶形核，軟化的速度會因為再結(jié)晶形核所形成的新晶界的遷移以及動態(tài)回復形成的亞晶的消失而有所增大。宏觀表現(xiàn)為材料的流變應力曲線在應力達到峰值后會出現(xiàn)非常明顯的軟化行為，隨后達到穩(wěn)定狀態(tài)，如圖1.2a所示。在熱變形的初始階段，應力隨應變的升高而升高，達到峰值點(σp)后，合金發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，應力逐漸下降至某個穩(wěn)定值（也可在這個值上下輕微浮動），隨后加工硬化與動態(tài)軟化效應達到平衡[29]。圖1.2應力應變曲線(a)再結(jié)晶型;(b)回復型Fig.1.2Stress-straincurve(a)Recrystallizationtype;(b)Recoverytype需要注意的是，壓縮試樣應力應變曲線中的應變?yōu)檎鎽�，其與工程應變的關(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比Fig.1.3SizeandShapeComparisonofSamplesbeforeandafterCompression真應變：ε=ln(00)(1-1)結(jié)合上訴對奧氏體和鐵素體兩種不同組織微觀晶體結(jié)構(gòu)的軟化行為機理的分析，傳統(tǒng)的理論和一些早期的研究認為，雙相不銹鋼在熱變形過程中兩種不同組織的軟化行為與各(a)真應變真應力(b)真應力真應變L0L

第一章緒論9切帶三種有害機制以及動態(tài)再結(jié)晶這種安全變形[42]。材料在熱加工過程中應該盡量避免前三種有害機制而使用動態(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，只能適用于簡單合金和純金屬材料，無法適用與各鐘變形機制[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)力學和不可逆熱力學理論創(chuàng)建了動態(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，進而將外界作用的能量通過工件塑性變形的耗散過程進行描述。解決了這一缺陷而且將材料的熱變形行為準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)上對此模型做了進一步完善，創(chuàng)建了功率耗散圖。同時也提出了穩(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變下的熱加工圖。

【參考文獻】：
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