【摘 要】
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254SMO超级奥氏体不锈钢被广泛应用于海水淡化、化学化工、烟气脱硫等强腐蚀的环境中,但其热变形性能较差、变形抗力大、现场生产难度较大等问题限制它的应用。本文研究了高温下254SMO超级奥氏体不锈钢变形行为以及原始铸坯组织在高温下的溶解行为,为现场生产提供理论依据。本研究利用Gleeble-3500c热模拟实验机在温度950°C～1250°C、应变速率0.1 s-1～20 s-1范围内,测定了25
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254SMO超级奥氏体不锈钢被广泛应用于海水淡化、化学化工、烟气脱硫等强腐蚀的环境中,但其热变形性能较差、变形抗力大、现场生产难度较大等问题限制它的应用。本文研究了高温下254SMO超级奥氏体不锈钢变形行为以及原始铸坯组织在高温下的溶解行为,为现场生产提供理论依据。本研究利用Gleeble-3500c热模拟实验机在温度950°C～1250°C、应变速率0.1 s-1～20 s-1范围内,测定了254SMO超级奥氏体不锈钢热压缩变形行为。利用高温热处理炉对铸坯试样在1220°C～1280°C范围内进行均匀化处理,研究了不同热处理温度对铸态合金组织和析出相的影响。通过对254SMO的铸态组织进行不同温度、不同保温时间的均匀化处理,研究了不同均匀化处理条件对254SMO铸态组织的影响。通过Cr当量和Ni当量的分析,确认Creq/Nieq<1.25时,结晶路径为L→L+γ→γ,最终形成单一奥氏体相。在实验过程中,本文选取铸坯心部和边部的试样,并对心部的试样进行了1280°C、9 h的均匀化处理。对不同的试样进行了温度为950°C、1050°C、1150°C、1250°C,应变速率为0.1 s-1、1 s-1、10 s-1、20 s-1的热压缩实验。采用Sellars和Tegart提出的双曲正弦模型建立了峰值应力对应的254SMO超级奥氏体不锈钢铸态组织单轴压缩时的本构方程。1号试样的本构方程:ε=1.24030×1038[sinh（0.00332σ）]10.490exp（-918.57/RT）2号试样的本构方程:ε=1.43852×1028[sinh（0.00390σ）]7.221exp（-764.85/RT）3号试样的本构方程:ε=8.56940×1027[sinh（0.00488σ）]6.930exp（-647.67/RT）研究结果表明,室温铸态组织的形态为全奥氏体相并含有少量的析出相。且铸态组织中存在着明显的枝晶组织,心部枝晶组织粗大,二次枝晶间距在100μm左右;边部枝晶组织较细小,二次枝晶间距为20μm左右;上表面心部的组织介于前两者之间,二次枝晶间距平均值为35.5μm。说明从边部到心部冷却速度随之下降,二次枝晶间距随之增大。254SMO的铸态组织不同温度和不同时间的均匀化处理结果表明,在1220°C和1250°C温度均匀化处理后,原始铸态枝晶组织有少部分被消除,而析出相几乎不溶解。在1280°C经过6 h和9 h均匀化处理后的试样组织中,枝晶组织几乎全部被消除,析出相也几乎被完全溶解。从背散射电子测试中,得到了析出相σ相的溶解机理。随着均匀化处理的进行σ相逐渐溶解转化成δ-铁素体。经热不同温度、不同应变速率的热压缩实验,得到了合金的本构方程。而不同经过均匀化处理后,心部试样的Q、n值最小,变形难度最低;边部试样的Q、n值最,大变形难度最高;边部试样的Z值最大,再结晶趋势最高,心部试样Z值最低,再结晶的趋势最小。
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