【摘 要】
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核电是目前单位成本最低的电力资源之一,是支撑国民经济可持续发展的重要能源。大锻件是核电装备主要基础部件,目前我国大锻件的制造技术与国外先进水平相比仍有较大差距。30
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核电是目前单位成本最低的电力资源之一,是支撑国民经济可持续发展的重要能源。大锻件是核电装备主要基础部件,目前我国大锻件的制造技术与国外先进水平相比仍有较大差距。304L钢是核电装备的主要结构材料,对锻造工艺要求较高,特别是多道次锻造过程中组织性能难以控制。本文围绕304L钢热锻过程组织性能特点,深入研究了304L钢在多道次变形间歇静态软化行为及晶粒细化方法,探究了304L钢微观组织的演变机制。通过对铸态与锻态304L钢热变形过程力学行为及组织特征的分析,结果发现:铸态钢相对于锻态钢表现为较低的流变应力曲线,动态再结晶过程明显迟缓,热变形温度超过1050℃时,有利于动态再结晶的发生;锻态钢在1050℃时易于获得较均匀细小的动态再结晶组织;论文依据静态回复过程晶粒长大与温度和保温时间的关系,建立了晶粒长大模型;研究发现晶粒尺寸在初始保温时间内长大迅速,之后长大趋势逐渐减缓,表明保温时间对晶粒尺寸的影响相对较弱。通过双道次热压缩变形实验,得到了静态再结晶率模型,并对静态再结晶过程中影响因素做了分析,研究发现变形温度越高、应变越高、晶粒越细化,静态再结晶越快,进行程度越完全。论文基于位错密度的变化建立了静态再结晶结晶率模型及静态回复过程中位错密度随时间变化关系。通过TEM实验在双道次过程中位错密度变化,发现静态再结晶结束时位错密度值基本上回复到变形之前;X射线衍射及XRD分析结果表明,304L钢高温形变组织的晶体结构为面心立方结构,形变组织的位错形态主要为位错缠结及局部胞状亚结构。总之,通过对304L钢应力应变过程及道次间歇过程中晶粒细化、晶粒长大、位错演化机制的分析,揭示了304L奥氏体钢晶粒长大与细化的规律及静态再结晶过程中位错演化特点及晶粒细化规律,为大锻件的制造技术水平提高提供技术支持。
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