雙相不銹鋼變形過(guò)程的變形協(xié)調性、應力應變配分關(guān)系、變形規律以及開(kāi)裂機理
浙江至德鋼業(yè)有限公司研究了鑄態(tài)雙相不銹鋼及其組織調控所得材料的室溫力學(xué)性能以及高溫變形行為,重點(diǎn)關(guān)注雙相不銹鋼變形過(guò)程的變形協(xié)調性、應力應變配分關(guān)系、變形規律以及開(kāi)裂機理,具體結論如下:
1. 雙相不銹鋼連鑄坯在凝固過(guò)程中,由于冷卻速度等因素的影響,使得連鑄坯分為三個(gè)區域,即:等軸晶區、柱狀晶區、細等軸晶區,不同區域的實(shí)驗鋼各項性能存有差異,且柱狀晶區的力學(xué)性能最差,最易發(fā)生開(kāi)裂。
2. 在熱變形過(guò)程中,實(shí)驗鋼的流變應力大小與應變速率呈正相關(guān),與溫度呈負相關(guān);兩相的變形機制不同,鐵素體主要以動(dòng)態(tài)回復為主,而奧氏體主要是動(dòng)態(tài)再結晶;裂紋在相界處形核并沿相界或在鐵素體相內擴展,兩相機械性能以及奧氏體組織特征是影響裂紋形成與擴展的兩個(gè)重要因素。
3. 對雙相不銹鋼柱狀晶區的高溫流變曲線(xiàn)進(jìn)行摩擦和溫度修正,在修正得到的流變曲線(xiàn)的基礎上,建立了考慮應變補償的流變應力預測模型。
4. 應用JMatPro軟件得到了實(shí)驗鋼各組成相在室溫和1000℃條件下的流變曲線(xiàn),發(fā)現室溫條件下鐵素體硬,奧氏體軟,高溫時(shí)情況相反;基于混合法則,建立了雙相不銹鋼的應力應變配分模型,討論了雙相不銹鋼再變形過(guò)程中各組成相應變(速率)的配分情況,發(fā)現在變形初期,變形主要發(fā)生在軟相(鐵素體)區域,隨著(zhù)變形程度的增加,應變速率逐漸向硬相(奧氏體)區域轉移,最后變形達到同步。另外利用混合法則預測雙相不銹鋼宏觀(guān)流變曲線(xiàn),與熱壓縮實(shí)驗結果進(jìn)行對比,發(fā)現吻合很好。
5. 建立了具有不同奧氏體組織特征的模型,討論了組織形態(tài)對雙相不銹鋼變形行為的影響。發(fā)現奧氏體組織特征對雙相不銹鋼的拉伸曲線(xiàn)、應變配分以及失效形式具有重要影響;通過(guò)改變奧氏體與鐵素體的屈強比,研究了屈強比對流變曲線(xiàn)的影響,發(fā)現隨著(zhù)屈強比的減小,材料的整體強度增加,塑性也增加;對具有不同奧氏體組織特征模型最后的失效形式進(jìn)行探討,發(fā)現應變在鐵素體相內集中,最終的斷裂(失效)主要出現在鐵素體相內和相界處;對雙相不銹鋼進(jìn)行熱壓縮模擬,對比各模型模擬所得流變曲線(xiàn)與實(shí)驗曲線(xiàn),發(fā)現各模型所得結果在誤差范圍內與實(shí)驗結果吻合的很好,不同的模型之間存在些許差異;通過(guò)對模型變形后應力應變分布的分析,發(fā)現鐵素體先于奧氏體發(fā)生變形,兩相變形不協(xié)調。鐵素體相的平均應變大于奧氏體相,在相界處,尤其是奧氏體相尖角處,存在明顯的應變集中,應力具有與應變相反的趨勢。
本文標簽:雙相不銹鋼
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