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304奥氏体不锈钢扁钢拉拔、固溶处理、挤压等成形过程中的变化

[2019-4-10 14:47:31]

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 本文对304奥氏体不锈钢扁钢的制备与零件挤压成形过程进行了模拟与实验,并将模拟结果与实验结果进行了对比。通过模拟与实验相结合的方法研究了304奥氏体不锈钢在成形过程中的宏微观变化规律。此外,针对挤压成形过程中易出现损伤,导致材料劣化,断裂的情况,对同坯次的304奥氏体不锈钢薄片进行了拉伸实验。通过OM、SEM、XRD测试来追踪人为缺口处的金相组织变化,微孔的萌生、长大,位错密度的变化等。本文的主要研究结果如下:

  (1)对304奥氏体不锈钢扁钢镦粗-固溶处理过程进行了有限元模拟。通过对不同加热温度、保温时间下,其再结晶程度以及晶粒尺寸大小的对比分析,确定了其最佳固溶处理工艺为:加热至1100℃,保温30min,水淬。

  (2)对304奥氏体不锈钢扁钢进行了镦粗-固溶处理实验。测量得到固溶处理后的试样的平均晶粒尺寸为96.86um,与模拟的平均晶粒尺寸94.7um相比,相对误差为2.2%,模拟与实验结果相符合,验证了再结晶模型的正确性以及固溶处理模拟的可靠性。

  (3)对原始试样、镦粗后的试样、固溶处理后的试样进行了显微硬度测试。测得镦粗后的试样的显微硬度为444.0HV,比原始试样(247.2HV)和固溶处理后的试样(180.0HV)要大很多。对其进行XRD物相检测,发现镦粗后试样中含有马氏体。证明了在镦粗过程中,由于形变诱导产生了奥氏体向马氏体的转变

  (4)不锈钢扁钢经过拉拔、固溶处理后,坯料发生了静态再结晶。模拟的最终平均晶粒尺寸为99.2um,与实验测得的晶粒尺寸96.43um,误差为2.78%,模拟结果与实验结果比较符合。挤压成形后的零件成形情况与模拟的成形规律相一致。

  (5)拉伸实验中,随着拉伸量的增加,晶粒取向发生了改变,晶粒内部出现了由许多方向一致的滑移线组成的滑移带,而不同晶粒之间的滑移带方向不同。随着拉伸的继续进行,晶粒发生了转动,不同晶粒之间的转动方向和角度不同,导致试样在拉伸缺口处出现橘皮褶皱。在缺口附近出现了许多微孔,微孔长大速率随着拉伸量增加而降低。


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