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双相不锈钢(DSS)具有优异的耐腐蚀性能和力学性能,是一种真正意义上的高性能结构材料,目前正越来越多地用于化学、化工、造纸和石油等工业,但因其热加工成形性能较差,工件在热加工过程中容易产生裂纹而报废,所以双相不锈钢热加工塑性及相关研究是当前不锈钢研究领域的一个热点。 本文用光学金相(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、常温拉伸试验机、常温冲击实验机和热模拟试验等方法研究了00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢(DSS)的显微组织、高温变形行为、σ相的析出行为及裂纹产生的机理,以期探讨该钢的组织性能关系及其变形行为,并为该钢热加工工艺的制定提供参考。 利用thermec-master热模拟机系统研究了中间坯00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢的的流变行为,确定了其热变形方程,给出了其在不同应变量、变形温度及应变速率条件下的应变速率敏感性指数与能量消耗效率(η),建立了00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢的热加工图。实验结果表明:00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢的热变形激活能(Q)为500kJ/mol;应力指数(n)为4.79;随着真应变的增加热加工图上失稳区增加,且随着变形温度的升高及应变速率的降低,能量消耗效率逐渐升高,当真应变为0.4,变形温度在1200℃左右且应变速率为0.01 s-1时,η达到峰值(约为50%)。 00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢的组织由铁素体和奥氏体两相组成,在一定温度区间固溶处理,对比在铸态和轧态两种组织中,随固溶时间和固溶温度的变化σ相的析出变化,在800~1000℃固溶处理时,温度越高σ相析出越少;850℃是轧态和铸态的两种组织σ相析出的鼻尖温度。变形提高了σ相析出温度,缩短了孕育期,使得析出速度大大提高。 通过00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢高温淬火实验,观察不同温度淬火后的组织中的裂纹状况,分析双相不锈钢的高温组织特点。实验结果表明,裂纹是在高温固溶后的淬火过程中产生的,产生裂纹的根本原因在于:在淬火过程中两相的热膨胀系数不一致,导致内热应力的产生,从而产生裂纹。 在无高压水除鳞的情况下,对实验钢进行热轧+UFC的实验室轧制,获得了较好的板形且无边裂的板带,对微观组织进行金相观察无σ相析出,同时板带获得了较大的冲击功值,有利于防止板卷开卷时产生裂纹。 00Cr22Ni5Mo3双相不锈钢的热加工温度范围需准确控制,并且每道次的变形量也需要严格控制。