2205双相不锈钢的高温变形过程及其机理研究

论文摘要

双相不锈钢（The duplex stainless steel,DSS）具有α和γ的两相组织结构,因而其性能兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点,已被公认为21世纪的主流不锈钢种。本论文中采用热-力模拟的实验方法对热轧态2205双相不锈钢进行了高温压缩和高温拉伸试验,利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）和能谱（EDS）等手段研究了2205双相不锈钢的高温变形过程及其机理。同时,对热变形过程中的形变诱导相变进行了初步的研究,主要得到如下结论：（1）在高温压缩试验中,在变形温度为900-1200℃和应变速率为0.1 s-1和2s-1范围的条件下,试样的峰值变形抗力随变形温度升高而降低,随应变速率的增大而增加；在各变形温度、不同应变速率条件下,峰值变形抗力的差值在30-80MPa之间；表明试验材料是一种应变速率敏感材料,在变形温度达到1000℃时应力变化趋于平缓,出现稳定塑性变形区。（2）随变形温度升高,试样中的铁素体晶粒明显细化,说明随变形温度升高,铁素体动态回复与再结晶过程更充分,促使铁素体晶粒更细小；在1000-1200℃变形温度区间,铁素体组织发生完全的动态回复以及再结晶软化,钢中部分奥氏体通过孪生变形而软化。（3）在变形温度为900-1200℃和应变速率为0.1s-1和2s-1范围的条件下,试样的组织都是α相和γ相,没有新相产生；且在试样变形区中奥氏体相的数量都随温度的升高而减少,随应变速率的提高而增加。（4）2205双相不锈钢在高温压缩过程中发生γ→δ逆相变,在变形量为25%、50%条件下,变形温度一定时,随着变形量的增加,该相变的转变量增加；在变形温度温度1000℃、1050℃、1100°C条件下,变形量为75%时,逆相变受变形温度的影响,变形温度越低,转变量就越大。（5）在高温拉伸试验中,经2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢比较,2205双相不锈钢的高温变形抗力及热塑性较低,热加工性能较差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 双相不锈钢的国内外研究及应用状况
• 1.2.1 双相不锈钢的发展历史
• 1.2.2 国内发展动向及前景
• 1.2.3 国外发展动向及前景
• 1.2.4 双相不锈钢的应用情况
• 1.3 双相不锈钢的性能特点及分类
• 1.4 双相不锈钢的相
• 1.4.1 Cr当量和Ni当量
• 1.4.2 合金元素在两相中的分配
• 1.4.3 相比例对性能的影响
• 1.4.4 相比例与组织转变
• 1.5 双相不锈钢的热加工工艺
• 1.6 双相不锈钢的热变形行为
• 1.6.1 双相不锈钢的形变诱导相变、再结晶细化晶粒
• 1.6.2 相变结束后的晶粒大小及其细化方法
• 1.6.3 抑制晶粒长大
• 1.6.4 热变形方程的建立
• 1.7 本课题研究内容及目的
• 第2章 试验过程及试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验过程
• 2.2.1 高温压缩实验
• 2.2.2 高温拉伸实验
• 2.3 试验结果的分析方法与手段
• 2.3.1 金相组织观察
• 2.3.2 试样物相分析
• 2.3.3 微区成分分析
• 2.3.4 显微硬度测试
• 第3章 2205双相不锈钢的高温变形过程与机理
• 3.1 引言
• 3.2 试样高温压缩变形下的应力应变曲线
• 3.3 试样高温压缩变形后的显微组织
• 3.4 试验材料热变形方程的建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 2205双相不锈钢的热加工性研究
• 4.1 引言
• 4.2 高温压缩试验峰值变形抗力与变形温度的关系
• 4.3 在高温拉伸试验下试样的变形抗力与断面收缩率的变化
• 4.4 高温压缩后奥氏体与铁素体相比例的测定与分析
• 4.5 2205双钢不锈钢的热加工性
• 4.6 本章小结
• 第5章 2205双相不锈钢变形过程中的形变诱导逆相变
• 5.1 引言
• 5.2 试样不同温度淬火后的相比例变化
• 5.3 试样高温压缩后奥氏体与铁素体相比例的变化
• 5.4 2205双相不锈钢形变诱导逆相变的热力学分析
• 5.5 变形温度和变形量对2205双相不锈钢形变诱导逆相变转变量的影响
• 5.6 本章小结
• 第6章 高温变形后试样微结构及各相中合金元素的再分配
• 6.1 引言
• 6.2 原始显微组织分析
• 6.3 不同高温压缩温度下的显微组织
• 6.4 不同高温压缩温度下的物相分析
• 6.5 不同高温压缩温度下显微组织相中主要元素的分配
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文