2209雙相不銹鋼本構模型及熱加工參數優化

李亮，帥美榮，李海斌，王建梅，張旻，王錦輝

2209雙相不銹鋼本構模型及熱加工參數優化

李亮1，帥美榮1，李海斌1，王建梅1，張旻1，王錦輝2

（1.太原科技大學 重型機械教育部工程研究中心，太原 030024；2.寶武集團山西太鋼不銹鋼股份有限公司，太原 030003）

優化2209雙相不銹鋼熱加工區間，提升其高溫變形穩定性。在Gleeble–3800熱模擬機上開展壓縮實驗，分析不同溫度（950～1 150 ℃）和應變速率（0.01～10 s?1）下的應力–應變曲線特征，構建基于Arrhenius的雙曲正弦本構模型，綜合分析熱加工圖和變形微觀組織演變特征。流變應力隨變形溫度的降低和應變速率的增大而增大；在失穩條件下（950 ℃/0.01 s?1），奧氏體相所受應變能較小，只有一部分奧氏體晶粒發生了變形；溫度升高（1 100 ℃/0.01 s?1）后，奧氏體相仍為等軸狀晶粒，鐵素體相承擔塑性變形，此時表現為明顯的應變分布不均勻現象；隨著應變速率升高到穩定條件（1 100 ℃/1 s?1），奧氏體相承受了更大的塑性變形，且在壓縮方向應力的作用下呈現條帶狀分布，同時發生了γ→δ的轉變，這有利于提高鋼的熱塑性。獲得了2209雙相不銹鋼最佳加工區域（1 070～1 130 ℃、1～7 s?1），該區域功率耗散系數較大且變化梯度較小，材料熱加工性能穩定。

2209雙相不銹鋼；本構模型；熱加工圖；微觀組織

自21世紀以來，隨著能源需求的增加，海洋油氣資源開發裝備的關鍵基礎材料逐漸興起，2209雙相不銹鋼因具有優良的耐蝕和焊接性能而被廣泛應用于石油化工、水利工程等領域超低碳不銹鋼材料的焊接中[1]。2209雙相不銹鋼兼具鐵素體與奧氏體不銹鋼的優點，且其塑性、焊接性和韌性比鐵素體的更好，其強度、耐氯化物應力腐蝕和耐晶間腐蝕能力比奧氏體的更強[2-3]。……