至德鋼業(yè)super304H不銹鋼管顯微組織分析報(bào)告

  浙江至德鋼業(yè)有限公司研究人員發(fā)現(xiàn)super304H不銹鋼管未變形組織和一定應(yīng)變速率、不同變形溫度下的顯微組織。Super304H不銹鋼管原始組織為奧氏體等軸晶粒，晶粒尺寸比較均勻，大約為240μm，950℃變形后組織仍以原奧氏體晶粒為主，晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng)，晶界嚴(yán)重變形，此時(shí)晶粒內(nèi)部位錯(cuò)密度很高，加工硬化作用占主導(dǎo)。溫度升高至1050℃，原始晶界部分消失，局部發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，基體上分布著許多均勻細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，這說明材料組織內(nèi)部是不均勻的，導(dǎo)致位錯(cuò)密度也不均勻，形成局部應(yīng)變梯度，使得部分晶粒內(nèi)部積聚的畸變能先達(dá)到臨界值，促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核。1100℃時(shí)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn)行的程度更充分，晶粒尺寸較1050℃稍大。高溫1150℃時(shí)組織發(fā)生了完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，新生成的組織比較均勻，晶粒尺寸約為30μm；溫度升高至1250℃時(shí)，部分先生成的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒已經(jīng)長(zhǎng)大，組織相對(duì)比較均勻。

 由以上分析可知，溫度對(duì)super304H不銹鋼管熱變形過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生及進(jìn)行程度有顯著的影響。隨著溫度的升高，原子活動(dòng)加劇，原子間結(jié)合力變差；位錯(cuò)攀移和交滑移運(yùn)動(dòng)、晶界遷移所受束縛減弱，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核和晶粒長(zhǎng)大速率都會(huì)提高，所以高溫時(shí)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶比較容易發(fā)生，且進(jìn)行的程度相對(duì)充分，晶粒尺寸也變大。super304H不銹鋼管在相同變形溫度，不同應(yīng)變速率下熱壓縮后的顯微組織?？梢钥闯鰷囟?150℃時(shí)都發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，高應(yīng)變速率下再結(jié)晶晶粒比較細(xì)小均勻；較低應(yīng)變速率時(shí)，組織轉(zhuǎn)變比較充分，再結(jié)晶晶粒已經(jīng)明顯長(zhǎng)大，組織不均勻。這是因?yàn)閼?yīng)變速率提高，加工硬化速率增大，單位變形量產(chǎn)生的位錯(cuò)密度增大，為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生提供了更大的驅(qū)動(dòng)力，但是高應(yīng)變速率下變形時(shí)間縮短，再結(jié)晶晶粒沒有充足的時(shí)間長(zhǎng)大。通過上述分析，super304H不銹鋼管熱變形組織受溫度和應(yīng)變速率的共同影響。溫度越低，應(yīng)變速率越高，熱激活作用減弱，原子、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力越大，不利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形核和長(zhǎng)大。

一、熱變形參數(shù)對(duì)super304H不銹鋼管流變應(yīng)力的影響

  由應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征分析，變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力有顯著的影響，高溫低應(yīng)變速率促進(jìn)動(dòng)態(tài)軟化，使流變應(yīng)力降低。換句話說，熱塑性變形行為是動(dòng)態(tài)軟化與加工硬化協(xié)同作用的結(jié)果。峰值應(yīng)力是熱塑性變形過程中一個(gè)相當(dāng)重要的參數(shù)，它決定了塑性變形時(shí)所需要施加的最小載荷，我們將主要討論峰值應(yīng)力與變形速率、溫度之間的關(guān)系。

二、應(yīng)變速率對(duì)super304H不銹鋼管流變應(yīng)力的影響

  熱變形過程中，應(yīng)變速率會(huì)對(duì)流變應(yīng)力產(chǎn)生很大影響。一方面應(yīng)變速率增大，位錯(cuò)活動(dòng)顯著，臨界剪切應(yīng)力增大；另一方面高應(yīng)變速率下，變形時(shí)間相對(duì)較短，動(dòng)態(tài)軟化作用在一定程度上受到抑制，使得流變應(yīng)力增大。但是應(yīng)力與應(yīng)變速率兩者之間并不能以簡(jiǎn)單的線性關(guān)系來描述。

三、變形溫度對(duì)super304H不銹鋼管流變應(yīng)力的影響

  溫度對(duì)super304H不銹鋼管的流變應(yīng)力影響很大，同應(yīng)變量和應(yīng)變速率下，隨溫度的降低流變應(yīng)力增大。溫度降低，金屬材料的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形核、長(zhǎng)大都受到抑制，軟化作用不強(qiáng)；低溫下，原子、位錯(cuò)活動(dòng)能力減弱，臨界剪切力增大，不易變形，流變應(yīng)力增大。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司綜上分析，得出結(jié)論是super304H不銹鋼管在熱變形過程中峰值應(yīng)力與應(yīng)變速率、變形溫度之間的關(guān)系符合Arrhenius雙曲正弦函數(shù)。