00Cr22Ni5Mo3N/S31803/S32205雙相不銹鋼試樣力學(xué)性能分析
浙江至德鋼業(yè)有限公司通過對公司生產(chǎn)試驗的00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼試樣在不同溫度下平面應(yīng)變壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線,顯示在不同溫度的壓縮變形過程中,當(dāng)試樣達(dá)到一定的應(yīng)變量時,變形抗力將出現(xiàn)一個峰值。從圖中可以看到,在1100℃以上溫度變形時,峰值應(yīng)力后應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的平臺,應(yīng)力保持不變,試樣產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)塑性變形,這是由于材料的軟化速率與硬化速率達(dá)到平衡而形成的。穩(wěn)態(tài)區(qū)越長,表明鋼的熱塑性越好。因此,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼在1100℃以上熱塑性相對良好。
00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼試樣壓縮變形的峰值變形抗力與變形溫度的關(guān)系見圖,試驗表明,在900~1100℃,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼試樣壓縮變形的峰值變形抗力隨變形溫度的升高而急劇降低:在1100℃以上,變形抗力的下降變得平緩。這為熱加工提供了一個較寬的低負(fù)荷變形的溫度范圍。00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼和0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼試樣在不同試驗溫度下的抗拉強度見圖,對于0Cr18Ni10Ti類奧氏體不銹鋼,熱加工生產(chǎn)工藝已相當(dāng)成熟,在相同試驗條件下進(jìn)行00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼和0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼的高溫性能比較,可以增加對雙相不銹鋼熱加工性能的認(rèn)識。從這兩種鋼的高溫拉伸試驗結(jié)果看出,隨溫度的增高,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼的抗拉強度與平面壓縮峰值變形抗力具有相同的變化趨勢。同時可以看到,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼的高溫抗拉強度明顯比0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼的抗拉強度低,其高溫抗拉強度約為奧氏體不銹鋼的50%。
至德鋼業(yè)雙相不銹鋼項目工程師通過對00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼和OCr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼試樣的斷面收縮率與溫度的關(guān)系曲線??梢钥闯?,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼在900~1150℃的變形溫度范圍內(nèi),試樣的斷面收縮率均可達(dá)到70%以上。0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼在950~1150℃的變形溫度范圍內(nèi),高溫塑性明顯比00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼高;但在1150℃以上,0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼的高溫塑性急劇下降,而00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼的高溫塑性顯著上升,在1200℃以上接近或超過0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼的熱塑性。高溫拉伸試驗時的斷面收縮率表征了鋼在熱加工時的塑性變形能力,因此在制定穿孔工藝時,應(yīng)當(dāng)充分考慮00Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼與0Cr18Ni10Ti奧氏體不銹鋼高溫塑性的差異,采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。
浙江至德鋼業(yè)有限公司部分熱壓縮試樣奧氏體相面積含量的測定結(jié)果見表,00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼平面應(yīng)變熱壓縮試樣未變形區(qū)和變形區(qū)奧氏體相的金相照片(放大倍數(shù)為500倍)。雙相不銹鋼的相比例,在很大程度上取決于鋼的成分和加熱溫度。從試驗結(jié)果可以看出,在00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼試樣的未變形區(qū)和變形區(qū),奧氏體相的數(shù)量都隨溫度的升高而減少,這表明在化學(xué)成分一定的條件下,加熱溫度對鋼中奧氏體相數(shù)量起著決定性的作用。在試樣的變形區(qū),奧氏體相的形態(tài)因變形延伸變得細(xì)長,其面積含量較未變形區(qū)減少。在每一試驗溫度下,試樣未變形區(qū)的奧氏體相數(shù)量可以認(rèn)為就是鋼在這一加熱溫度下的奧氏體相數(shù)量,而變形區(qū)的奧氏體相數(shù)量就是鋼在這一溫度變形終止時的奧氏體相數(shù)量。因此,對試驗用的00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼而言,在1100~1250℃范圍內(nèi)熱加工,可以把鋼中奧氏體相數(shù)量控制在適合熱加工的比例范圍內(nèi),即在熱加工加熱溫度下,把奧氏體相數(shù)量控制在10%左右,而在變形終止時奧氏體相數(shù)量控制在30%以內(nèi)。
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