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304不锈钢热变形条件下动态再结晶行为研究

赵晓东  
【摘要】: 304奥氏体不锈钢是核电大锻件的主要材料之一。然而目前国内对于该钢的基础研究还远不能满足实际生产要求,进而影响大锻件热变形工艺的进一步优化。 本文采用GLEEBLE1500D热模拟实验机对304不锈钢进行了单道次等温恒应变速率热压缩实验,应变速率为0.01、0.05、0.l、0.5s-1,变形温度为950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃。得到了304不锈钢的应力—应变曲线,研究了304不锈钢热变形过程初始晶粒尺寸、变形温度、变形量、应变速率等变形参数对奥氏体动态再结晶和流变应力的影响规律。计算得出304不锈钢热变形过程动态再结晶的激活能值Q=464kJ/mol,动态再结晶临界应力和峰值应力。结合变形后试样组织的定性分析得到,应变速率越低,变形温度越高,越容易发生动态再结晶。晶粒度的定量分析,并采用线性回归和非线性回归等方法得到了304不锈钢动态再结晶的动力学模型、运动学模型、再结晶晶粒尺寸模型等再结晶规律。 将以上分析所得模型集成到有限元分析软件Deform中,实现了热成形过程热力和304不锈钢动态再结晶模型耦合模拟技术,并对Φ50mm×75mm缩比试样的热压缩过程进行了模拟研究,获得热变形后内部宏观热力参数和内部动态再结晶分数分布。将模拟值与实测值进行比对,模拟值与实测值吻合良好,证明本文动态再结晶模型的精确性,以及热力组织耦合模拟技术应用于工艺模拟预测的适用性,能够进一步应用于工艺优化。


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