一种新型奥氏体不锈钢的塑性流变行为研究

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1、2001年8月西北工业大学学报Aug.2001第19卷第3期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVol.19No.3一种新型奥氏体不锈钢的塑性流变行为研究郭伟国(西北工业大学飞机工程系，映西西安710072)摘要:在起始实脸汪度从”K到1000K，应变率从0.001/s到8300/s，并且使真实应变超过40%条件下，对一种断型的氮增强奥氏体不诱姻(AL6-XN)进行了大t的单轴压缩实脸。结果表明，这种材料在77K低沮下的真实应变可以达到400a，并且它的韧性随巷沮度增加将会进一步显著

2、提高;绝热剪切带或剪切破坏发生在大约296K注度以下;在较高沮度下，明显的沮度依较性减弱反映其良好的坏接性能;动态应变时效发生在准静态及沮度500K到1000K之间。最后，一个发展的Johnson-Cook本构模型，在不考虑动态应变时下枚成功的用于预浏这种AL6-XN的流变应力。关健词:AL6-XN，应变率，时效，本构模型中图分类号:TG14文献标识码:A文童编号:1000-2758(2001)03-0476-04AL6-XN是一种特殊的氮增强奥氏体不锈钢。1材料和试样具有很高的强度、良好的韧性、可成型性和较好的抗腐蚀和抗高温氧化能力

3、。不同于普通奥氏体不锈钢，实验用的AL6-XN的化学成分如表1所示。AI.6-XN的镍和钥含量更高。很高的镍含量会改善衰1AL6-XN的主要合金含，(%)抓化物SCC(应力腐蚀开裂)阻力，并且较高的镍合CCrNiSiMnMoNCu金会改善奥氏体的稳定性。而钥和氮提供了优良的0.02420.5623.840.360.416.210.2130.2坑蚀，裂缝腐蚀阻力，它的抗晶界腐蚀能力高于304L和306L不锈钢。AL6-XN是通过固溶硬化而为了降低由机械加工引起的残余应力，所有回不是时效硬化(不是通过热处理硬化或强化)获得较柱型试样(直径

4、和高度均为3.8mm)是通过线切割高的强度。因此，即使厚壁件焊接，这种AL6-XN合机加工而成，通过对未加载试样的微观检查，证明试金材料也保持不变的强度。AI.6-XN作为一种很有样初始的微观结构是均匀的，并且初始晶粒尺寸具潜力的特殊奥氏体不锈钢，被应用于那些不但要求有高的焊接强度，而且存在严重庸蚀问题的领域，例有大约40fem,如，各种大型船体结构，海上平台等等。应变率和温度对普通奥氏体不锈钢强度的影响2低、高应变率实验研究较多，,l.对AL6-XN塑性流变影响研究却很少报道本文研究AL6-XN的塑性流变行为，在很宽Instron液

5、压伺服实验机主要用于进行应变率的温度和应变范围内，进行了系统的压缩实验。结合是0.001/s和。.1/。的实验，当进行”K温度实验实验结果，在忽略了动态应变时效后，检查时，直接把试样和夹具装置沉浸在液氮中。商强石英Johnson-Cook本构模型的参数。最终获得一个修改灯炉用于高沮实验，采用热电偶侧t沮度并保持误的Johnson-Cook本构模型。差在士2℃.试样的变形是通过试验机的LVDT来收稿日期2000-02-28作者简介:邻伟国(1980-).西北工业大学副教授，主要从事材料本构关系的研究.万方数据.477.第3期郭伟国一种新

6、型奥氏体不锈钢的塑性流变行为研究获得的。在实验前，试验机的LVDT被标定并且和式中·p'=7.947g/cm'是AL6-XN的质量密度.<^y标泌的引伸计结果进行比较。=0.5J/gK是温度依赖的室温比热，7是真实塑性UCSD(UniversityofCalifornia.SanDiego)的应变，r是真实塑性流变应力在单轴变形中单位体可恢复Hopkinson压杆系统[al主要用于进行应变率积的塑性功等于真实应力应变曲线下的面积。在是超过1000/s的实验。该Hopkinson压杆系统可1998年，Kapoor和Nemat-Nasse

7、rE43通过对几种材以有效的控制应变率和应变，并可进行高温实验。该料的实验研究得到，对较大的塑性变形。当应变等于系统和普通的Hopkinson压杆系统的区别在于:①或超过2%,9可取为1。通过对其它几个bcc多晶体它可以消除跟在压缩人射波后的拉伸波，这个性能金属的研究，这个同样得到证实〔卜叼。本文也设9--避免了试样受到两次冲击压缩(通常，这个拉伸波会1.再次反射成压缩人射波)。②在进行高温实验时，保2和3号试样首先在初始室温(22.4'C)下被加持人射杆和透射杆远离试样，仅直接对试样加温.由载到26%的应变。它们的真实应力应变曲线用

8、实线于没有附加的第二次冲击压缩，使这个系统同样可表示。这些曲线与1号试样应力应变曲线相重叠。表以在高应变率和各种温度下进行等温实验。明了实验结果具有良好的重复性。通过方程(1)的计算得到，当应变达到26%时温升是68'C