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作者:黄健;庞宗旭;张建平;王勇;赵宝纯;王铁;
单位:海洋装备金属材料及其应用全国重点实验室;鞍钢集团钢铁研究院;
摘要:为了使高碳奥氏体不锈钢轧制后晶粒分布均匀,采用Gleeble-3800热力模拟试验机在变形温度范围为900~1200℃、应变速率范围为0.01~10 s~(-1)、真应变为0.69条件下进行压缩试验。根据真应力-真应变曲线得到高温变形时的软化机制,通过Johnson-Cook(JC)模型实现流变应力的精确预测,并根据动态材料模型理论建立了该钢的热加工图,得到最佳的热加工工艺窗口。结果表明,在变形温度低于1050℃时,动态回复与动态再结晶共同控制材料的软化,变形温度高于1050℃时材料的软化由动态再结晶主导。基于修正JC模型构建了316H不锈钢本构模型,预测值的平均绝对相对误差e_(AARE)为6.1%,相关系数R为0.977,该模型具有较高的精度。基于不同真应变建立的热加工图表明,材料的失稳区位于高温高应变速率和低温全应变速率区域,且随着应变量的增加,低温失稳区面积减小。大应变(0.69)下的最佳热加工区域对应于温度范围为1057~1200℃,应变速率范围为0.01~2 s~(-1),在1100℃-0.01 s~(-1)时的峰值效率为0.422。在该区域中,原来锻后的粗大晶粒可以被均匀细小再结晶粒取代,说明动态再结晶造成了高的功率耗散值。
关键词:奥氏体不锈钢;;热变形;;Johnson-Cook本构模型;;热加工图;;组织演变