雙相不銹鋼變形過(guò)程的變形協(xié)調(diào)性、應(yīng)力應(yīng)變配分關(guān)系、變形規(guī)律以及開(kāi)裂機(jī)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(diào)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(diào)性、應(yīng)力應(yīng)變配分關(guān)系、變形規(guī)律以及開(kāi)裂機(jī)理,具體結(jié)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(qū)域,即:等軸晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、細(xì)等軸晶區(qū),不同區(qū)域的實(shí)驗(yàn)鋼各項(xiàng)性能存有差異,且柱狀晶區(qū)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(yàn)鋼的流變應(yīng)力大小與應(yīng)變速率呈正相關(guān),與溫度呈負(fù)相關(guān);兩相的變形機(jī)制不同,鐵素體主要以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主,而奧氏體主要是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;裂紋在相界處形核并沿相界或在鐵素體相內(nèi)擴(kuò)展,兩相機(jī)械性能以及奧氏體組織特征是影響裂紋形成與擴(kuò)展的兩個(gè)重要因素。
3. 對(duì)雙相不銹鋼柱狀晶區(qū)的高溫流變曲線進(jìn)行摩擦和溫度修正,在修正得到的流變曲線的基礎(chǔ)上,建立了考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)牧髯儜?yīng)力預(yù)測(cè)模型。
4. 應(yīng)用JMatPro軟件得到了實(shí)驗(yàn)鋼各組成相在室溫和1000℃條件下的流變曲線,發(fā)現(xiàn)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(yīng)力應(yīng)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(yīng)變(速率)的配分情況,發(fā)現(xiàn)在變形初期,變形主要發(fā)生在軟相(鐵素體)區(qū)域,隨著變形程度的增加,應(yīng)變速率逐漸向硬相(奧氏體)區(qū)域轉(zhuǎn)移,最后變形達(dá)到同步。另外利用混合法則預(yù)測(cè)雙相不銹鋼宏觀流變曲線,與熱壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)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(duì)雙相不銹鋼變形行為的影響。發(fā)現(xiàn)奧氏體組織特征對(duì)雙相不銹鋼的拉伸曲線、應(yīng)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(qiáng)比,研究了屈強(qiáng)比對(duì)流變曲線的影響,發(fā)現(xiàn)隨著屈強(qiáng)比的減小,材料的整體強(qiáng)度增加,塑性也增加;對(duì)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(xiàn)應(yīng)變?cè)阼F素體相內(nèi)集中,最終的斷裂(失效)主要出現(xiàn)在鐵素體相內(nèi)和相界處;對(duì)雙相不銹鋼進(jìn)行熱壓縮模擬,對(duì)比各模型模擬所得流變曲線與實(shí)驗(yàn)曲線,發(fā)現(xiàn)各模型所得結(jié)果在誤差范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好,不同的模型之間存在些許差異;通過(guò)對(duì)模型變形后應(yīng)力應(yīng)變分布的分析,發(fā)現(xiàn)鐵素體先于奧氏體發(fā)生變形,兩相變形不協(xié)調(diào)。鐵素體相的平均應(yīng)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(yīng)變集中,應(yīng)力具有與應(yīng)變相反的趨勢(shì)。
本文標(biāo)簽:雙相不銹鋼
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