鑄態(tài)奧氏體不銹鋼管的熱變形及動態(tài)再結(jié)晶過程

時間：2019-12-18

　　金屬及合金在熱變形過程中，材料內(nèi)部會發(fā)生兩個不同的過程：動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶。這兩個過程使材料中由于變形的進行而積累的位錯得以相消和連續(xù)減少，使材料保持較高的塑性，使高溫變形能順利進行。在具有高層錯能的金屬材料中易發(fā)生動態(tài)回復(fù)，它導(dǎo)致異號位錯的相消，形成亞晶粒和規(guī)則的亞晶界，動態(tài)回復(fù)完全消除了應(yīng)變所產(chǎn)生的加工硬化，達到穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài)。相反，對于具有低層錯能的金屬材料，當(dāng)位錯積累到一定程度時，局部的位錯密度差就足以使熱變形的材料發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶形核，而動態(tài)再結(jié)晶晶粒會通過大角晶界的遷移使位錯密度急劇減少，降低變形應(yīng)力。

　　在熱變形過程中奧氏體不銹鋼管可通過動態(tài)回復(fù)軟化，也可通過動態(tài)再結(jié)晶軟化。而具體的軟化機理依賴于熱變形參數(shù):即變形溫度，應(yīng)變速率及變形量三者之間的相互作用以及變形材料的特性，比如:晶粒尺寸，層錯能及析出相的密度等。與碳鋼相比，由于奧氏體不銹鋼管中所含較高的鉻鎳元素使它具有較低的層錯能，從而使變形過程中的交叉滑移及攀移受到，因此奧氏體不銹鋼管通過動態(tài)回復(fù)機制而進行的軟化率非常低，它主要是通過動態(tài)再結(jié)晶行為來進行軟化的。一般認為，動態(tài)再結(jié)晶和靜態(tài)再結(jié)晶一樣，也是通過形成新的大角晶界及其隨后移動的方式進行。隨著變形盤的增加，材料中未再結(jié)晶的區(qū)域不斷形成新的動態(tài)再結(jié)晶晶核，并只發(fā)生有限的長大，同時己發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的區(qū)域也會因繼續(xù)變形而積累到足夠的再結(jié)晶驅(qū)動力而重復(fù)發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。

　　影響動態(tài)再結(jié)晶的主要因素有變形溫度、變形速率及變形量。已有許多工作對奧氏體不銹鋼的熱變形行為及其它金屬和合金的動態(tài)再結(jié)晶行為進行了廣泛而深入的研究，但這些材料絕大多數(shù)是己變形材料，而對鑄態(tài)奧氏體不銹鋼的熱變形及動態(tài)再結(jié)晶行為很少涉及。眾所周知，鍛態(tài)和鑄態(tài)材料無論在成分分布、晶粒尺寸，還是在組織形態(tài)方面都存在著很大的差別，這就決定了鑄態(tài)組織的熱變形及動態(tài)再結(jié)晶行為有它自身的特點，即較難發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，動態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸較大。這是由于鑄態(tài)組織粗大的柱狀晶之間的位相差小，不具有與普通的大角晶界相同的形核能力的緣故，同時鑄態(tài)組織中的成分偏析也會影響動態(tài)再結(jié)晶的過程。

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