核电装备用奥氏体不锈钢的高温本构模型及动态再结晶

摘要

采用热模拟压缩实验研究核电装备用316L奥氏体不锈钢在变形温度为900～1100℃、应变速率为0.01～5 s-1时的高温变形行为.根据压缩实验数据绘制流变应力曲线;基于Arrhenius关系并考虑应变量因素,建立耦合应变量因素的改进型本构方程;结合光学显微镜(OM)观察材料变形过程中微观组织的特征;根据加工硬化率-流动应力曲线确定316L不锈钢的动态再结晶临界应变并基于Avrami方程建立其动态再结晶体积分数模型.结果表明:在316L不锈钢热变形过程中,较低的温度和较快的应变速率对应的流变应力也较大;耦合应变量因素的本构模型预测316L不锈钢的流变应力,预测值与实验值的相关系数为0.98688,平均相对误差仅4.6％,该模型能较好地预测316L不锈钢在热变形过程中的变形抗力.316L不锈钢易在高温、低速的加工条件下发生动态再结晶行为,其动态再结晶体积分数与应变呈S形变化.该模型所得的预测值与实验数据之间的相关性较好,能很好地预测316L不锈钢在热加工过程中发生动态再结晶的体积分数.