节约型双相不锈钢不同相分布方向下热变形行为研究

摘要

双相不锈钢兼有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢的优良性能，而节约型双相不锈钢是使用N、Mn代替Ni、Mo的双相不锈钢钢种，其在保证材料性能的前提下大幅降低生产成本，是未来重点发展的合金材料。然而，由于组成相的力学性质、显微组织结构不同，致使两相易出现变形不协调，引起应力、应变集中，诱发材料形成内部缺陷。所以，理清节约型双相不锈钢的热变形行为，定量描述变形时两相的应力、应变配分规律，对提高材料热成形性能，新钢种开发至关重要。
　　本文以一种节约型双相不锈钢为研究对象，通过热压缩实验、热加工图和金相观察相结合的方法，分析了其热变形行为，并基于理论推导确定了双相不锈钢变形协调性与变形条件、两相分布形式之间的关系。
　　通过热压缩模拟实验，得到实验钢的流变曲线，建立了实验钢基于特征应力值的本构方程及考虑应变补偿的全应力本构方程。
　　计算了节约型双相不锈钢在不同变形条件、不同应变量下的能量耗散效率因子和材料失稳参数，并以此为基础绘制了实验钢的热加工图，获得了合理的热加工工艺区间。
　　分析了实验钢在变形温度为1000~1200℃、应变速率0.01~10s-1条件下变形的典型显微组织，掌握了变形过程中实验钢组织的演变规律。此外，研究发现，在1200℃下变形时，实验钢的晶界（相界）变为锯齿状，且应变速率越低这一特征越明显。
　　基于混合法则，建立了应力配分模型、应变配分模型和有限元模型，讨论了沿横、纵向变形时，两相的应力、应变（应变速率）配分情况，发现沿纵向变形时，两相协调变形，相界不易产生裂纹；沿横向变形时，两相的应变分布不均匀，变形协调性差；两相应力共同作用得到双相不锈钢的总应力。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 双相不锈钢概述

1.2 节约型双相不锈钢的研究现状

1.3 双相不锈钢热变形行为研究

1.4 热加工图技术及其应用

1.5 复相材料变形协调性研究

1.6 本文主要研究内容

第2章 相分布对节约型双相不锈钢热变形行为影响

2.1 实验材料及方案

2.2 真实应力-应变曲线

2.3 高温变形参数对流变应力的影响

2.4 高温变形本构方程的构建

2.5 本章小结

第3章 节约型双相不锈钢不同相分布下热加工图

3.1 热加工图的理论基础

3.2 新型双相不锈钢热加工图

3.3 基于热加工图的组织分析及工艺优化

3.4 本章小结

第4章 不同相分布方向下双相不锈钢变形协调性

4.1 基于混合法则的配分关系构建

4.2 双相不锈钢应力、应变配分过程分析

4.3 双相不锈钢变形的有限元分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢