铸态奥氏体不锈钢管的热变形及动态再结晶过程

时间：2019-12-18

　　金属及合金在热变形过程中，材料内部会发生两个不同的过程：动态回复和动态再结晶。这两个过程使材料中由于变形的进行而积累的位错得以相消和连续减少，使材料保持较高的塑性，使高温变形能顺利进行。在具有高层错能的金属材料中易发生动态回复，它导致异号位错的相消，形成亚晶粒和规则的亚晶界，动态回复完全消除了应变所产生的加工硬化，达到稳定的应力状态。相反，对于具有低层错能的金属材料，当位错积累到一定程度时，局部的位错密度差就足以使热变形的材料发生动态再结晶形核，而动态再结晶晶粒会通过大角晶界的迁移使位错密度急剧减少，降低变形应力。

　　在热变形过程中奥氏体不锈钢管可通过动态回复软化，也可通过动态再结晶软化。而具体的软化机理依赖于热变形参数:即变形温度，应变速率及变形量三者之间的相互作用以及变形材料的特性，比如:晶粒尺寸，层错能及析出相的密度等。与碳钢相比，由于奥氏体不锈钢管中所含较高的铬镍元素使它具有较低的层错能，从而使变形过程中的交叉滑移及攀移受到，因此奥氏体不锈钢管通过动态回复机制而进行的软化率非常低，它主要是通过动态再结晶行为来进行软化的。一般认为，动态再结晶和静态再结晶一样，也是通过形成新的大角晶界及其随后移动的方式进行。随着变形盘的增加，材料中未再结晶的区域不断形成新的动态再结晶晶核，并只发生有限的长大，同时己发生动态再结晶的区域也会因继续变形而积累到足够的再结晶驱动力而重复发生动态再结晶。

　　影响动态再结晶的主要因素有变形温度、变形速率及变形量。已有许多工作对奥氏体不锈钢的热变形行为及其它金属和合金的动态再结晶行为进行了广泛而深入的研究，但这些材料绝大多数是己变形材料，而对铸态奥氏体不锈钢的热变形及动态再结晶行为很少涉及。众所周知，锻态和铸态材料无论在成分分布、晶粒尺寸，还是在组织形态方面都存在着很大的差别，这就决定了铸态组织的热变形及动态再结晶行为有它自身的特点，即较难发生动态再结晶，动态再结晶的晶粒尺寸较大。这是由于铸态组织粗大的柱状晶之间的位相差小，不具有与普通的大角晶界相同的形核能力的缘故，同时铸态组织中的成分偏析也会影响动态再结晶的过程。

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