雙相不銹鋼變形過程的變形協(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(diào)控所得材料的室溫力學(xué)性能以及高溫變形行為,重點關(guān)注雙相不銹鋼變形過程的變形協(xié)調(diào)性、應(yīng)力應(yīng)變配分關(guān)系、變形規(guī)律以及開裂機理,具體結(jié)論如下:
1. 雙相不銹鋼連鑄坯在凝固過程中,由于冷卻速度等因素的影響,使得連鑄坯分為三個區(qū)域,即:等軸晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、細等軸晶區(qū),不同區(qū)域的實驗鋼各項性能存有差異,且柱狀晶區(qū)的力學(xué)性能最差,最易發(fā)生開裂。
2. 在熱變形過程中,實驗鋼的流變應(yīng)力大小與應(yīng)變速率呈正相關(guān),與溫度呈負相關(guān);兩相的變形機制不同,鐵素體主要以動態(tài)回復(fù)為主,而奧氏體主要是動態(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重要因素。
3. 對雙相不銹鋼柱狀晶區(qū)的高溫流變曲線進行摩擦和溫度修正,在修正得到的流變曲線的基礎(chǔ)上,建立了考慮應(yīng)變補償?shù)牧髯儜?yīng)力預(yù)測模型。
4. 應(yīng)用JMatPro軟件得到了實驗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,最后變形達到同步。另外利用混合法則預(yù)測雙相不銹鋼宏觀流變曲線,與熱壓縮實驗結(jié)果進行對比,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)對雙相不銹鋼變形行為的影響。發(fā)現(xiàn)奧氏體組織特征對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;通過改變奧氏體與鐵素體的屈強比,研究了屈強比對流變曲線的影響,發(fā)現(xiàn)隨著屈強比的減小,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行探討,發(fā)現(xiàn)應(yīng)變在鐵素體相內(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;對雙相不銹鋼進行熱壓縮模擬,對比各模型模擬所得流變曲線與實驗曲線,發(fā)現(xiàn)各模型所得結(jié)果在誤差范圍內(nèi)與實驗結(jié)果吻合的很好,不同的模型之間存在些許差異;通過對模型變形后應(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。
本文標簽:雙相不銹鋼
發(fā)表評論:
◎歡迎參與討論,請在這里發(fā)表您的看法、交流您的觀點。