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详解温度和应变速率对温加工304L不锈钢力学性能的影响

返回列表 来源: 发布日期: 2020.04.06

304L不锈钢锻件可以通过4种不同类型的锻造设备(液压机、机械压力机、螺旋压机和高能高速锻造机(HERF))锻造而成。在变形过程中,上述各种机器都具有不同的额定应变速率。在锻造过程中,不断变化着的互相有关联的变量,诸如应变、应变速率、应变分布、温度、冷却速率等会影响到锻件的显微组织。有专家指出,变形温度在锻造过程中非常重要,当变形温度高于所变形金属的再结晶温度时,应变速率是重要的加工参数;当变形温度低于所变形金属的再结晶温度时,应变则成了第一重要的参数。在热加工和冷加工之间存在一个成型温度的过渡区,在这个过渡区内,应变、应变速率以及变形温度相互作用,影响金属的显微组织和力学性能。这个中间的温度区域通常被称作“温加工区”。最终的锻件要在816℃、843℃和871℃的温度下进行温加工(即低的热加工)。

试验用的材料是经过氩氧脱碳(AOD)的304L不锈钢,经过真空电弧重熔(VAR)、浇注成锻件,并在1232℃下经过均质处理。将锻件热轧+在954℃下固溶退火达4.5×103s(1.25h)+水淬+冷精整+剥皮。材料的化学成分见下表:

在锻造设备上经过三个变形阶段(二次挤压和一次最终的顶锻)获得最终的锻件形状,在每一次变形之后都要在10秒内对材料进行水淬以防止静态再结晶。在第二次挤压之后、获得最终锻件之前按对材料退火及不退火两条工艺路线进行处理,在挤压或锻造之前都要将材料预热至220+/-100℃。结果表明,较低的应变速率生产出的部件强度较低、延性较高,但是这种较低应变速率的工艺对变形温度变化比较敏感,并会使部件内部的性能变化较大。像HERF这种应变速率最高的工艺则会由于内部加热而使屈服强度有所下降。较低的加工温度会提高强度、降低延性并使部件内部的性能变化较少。在最终锻造之前的热处理虽然会降低强度、但会使延性略有增加,并使部件内部的性能变化较少。

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