应变速率对高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响

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1、第32卷第4期山东冶金Vol.32No.42010年8月ShandongMetallurgyAugust2010?????????????????试验研究???????????应变速率对高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响鞠传华，刘雪丽，郭玉香（济钢集团有限公司技术监督处，山东济南250101）摘要：研究了室温拉伸时应变速率对高氮奥氏体不锈钢18%Cr-18%Mn-0.65%N力学性能和塑性流变行为的影响。结果表明，随应变速率的升高，试验钢的屈服强度Rp0.2升高，而抗拉强度Rm及塑性略有降低；在各应变速率下，试验钢的塑性流变

2、行为均可以用Ludwigson模型进行描述；应变速率的升高对试验钢流变方程参数的影响如下：1）强度系数K1、应变硬化指数n1和n2减小，试验钢的加工硬化能力降低；2）真实屈服强度TYS降低；3）瞬变应变εL减小，表明升高应变速率能够促进位错多系滑移和交滑移。关键词：高氮奥氏体不锈钢；应变速率；塑性流变；力学性能中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1004-4620（2010）04-0041-03行为的影响，并对相关现象进行解释，为该种钢的1前言加工和使用提供参考。高氮奥氏体不锈钢由于氮的引入而成为一种2试验材料和方

3、法拥有高强度、良好的塑性和韧性以及良好耐蚀性能的工程材料，在航空、化工、核工业、医用材料及汽试验用高氮奥氏体不锈钢采用真空感应炉+电［1-2］车等领域的应用越来越广。其高的强度归因于渣炉双联工艺熔炼而成，其化学成分（质量分数）为：［3］氮的固溶强化和由于氮引起的晶粒强化，而冷变形Cr18.3%，Mn17.9%，N0.65%，C0.05%，Si0.25%，P［4］能使该种钢获得更高的强度。0.015%，S0.002%，余量Fe。铸锭在1200℃下锻造对于很多金属和合金而言，冷变形过程中的均和热轧成12mm厚的板。热轧板经105

4、0℃保温1h匀塑性变形阶段的加工硬化行为可以用Ludwik方水冷后，加工成直径为5mm、标距为25mm的圆柱程进行描述，即：，式中σ和ε分别为真应力形标准拉伸试样，试样夹头为M10×1.5螺纹。和真应变，n1为应变硬化指数，K1为强度因子。该方拉伸试验在DCS-10万能试验机上进行，拉伸-3-1-2-1程在双对数坐标轴中为一条直线，直线的斜率即为速率分别为1.33×10s、1.33×10s和1.33×-1-1n1。然而，对于奥氏体钢和其他低层错能的、具有面10s。每个应变速率下进行3次重复试验，最终数心立方结构的金属和合金来

5、说，其真应力-真应变据为重复试验的平均值。为了获得准确真实的应曲线在双对数坐标轴中并不是一条直线，因而Lud-力-应变曲线，试样在发生颈缩之前的位移均由引wik方程并不能准确地描述该类金属和合金的加工伸计测量。试样断口附近的显微组织观察在TEC-［5］NAIG220透射电子显微镜上进行。硬化行为。为此，Ludwigson对Ludwik方程进行了修改，提出了Ludwigson方程：3结果与讨论。3.1应变速率对力学性能的影响此方程能更好地描述具有面心立方结构的金属和［5-6］表1和图1分别是试验钢经不同应变速率拉伸合金的加工硬

6、化行为。后获得的力学性能数据和工程应力-应变曲线。可关于高氮奥氏体不锈钢的冷加工硬化行为和［1，5］以看出，随着应变速率增大，屈服强度明显升高，断机理已有学者进行过研究。然而，这些研究的重后延伸率明显下降，抗拉强度和断面收缩率略有点都是在同一变形条件下,考察成分对试验材料在减小。变形过程中的加工硬化和流变行为的影响，关于应表1试验钢的拉伸性能变速率对这类钢的塑性流变行为的影响的研究较应变速率/s-1Rp0.2/MPRm/MPZ/%A/%少。因而，本研究主要考察变形速率对不同氮含量1.33×10-352892059.769.9

7、的CrMnN高氮奥氏体不锈钢力学性能和塑性流变1.33×10-255391552.468.21.33×10-166590550.066.9收稿日期：2010-03-09作者简介：鞠传华，男，1982年生，2005年毕业于东北大学材料科学屈服强度的升高可以用位错理论进行解释：随与工程/材料成型及控制工程专业，双学士。现为济钢技术监督处着应变速率的提高，位错运动阻力增大；而对于高助理工程师，从事力学性能检验工作。412010年8月山东冶金第32卷1000高，试验钢的延伸率和抗拉强度降低。8003.2应变速率对塑性流变和加工硬化的

8、影响/MPa6001.33×10-2s-1采用D.C.Ludwigson［5］和A.Soussan等人［6］所用的1.33×10-3s-1400“多步法”对试验钢的塑性流变和加工硬化曲线进工程应力1.33×10-1s-1200行拟合。图2给出各应变速率下试样均匀塑性变形0阶段的真应力-真应