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本文开展了对节镍奥氏体不锈钢253MA高温变形行为的研究工作,旨在揭示材料高温变形过程中流变应力及显微组织演变规律,将材料的加工-显微组织-性能三者联系起来。本文在Gleeble-3500热模拟实验机上采用等温压缩实验,研究了253MA节镍奥氏体不锈钢在变形温度为900~1150℃,应变速率为0.01-20s-1,压缩量为20%、40%和60%变形条件下的高温变形行为;分析变形过程中变形热和摩擦对流变应力的影响并进行修正;采用修正变形热与摩擦后的实验数据,建立实验钢含应变量耦合的流变应力本构模型和动态材料模型加工图;通过光学显微镜(OM)和EBSD等分析手段研究了变形参数对微观组织演变及软化机制的影响规律。论文的主要研究结果如下:(1)观察压缩试验得到的应力-应变曲线发现,变形初期流变应力随应变量的增加迅速升高,随后由于动态再结晶的软化作用而达到的峰值并逐渐趋于稳定。随应变速率的提高或变形温度的降低,稳定阶段流变应力逐渐增加,进入稳定阶段越迟。(2)变形热的产生会导致试验获得的流变应力数据偏低。其影响程度会随着变形温度的降低以及应变速率和应变量的增加而增加;锤头与试样间摩擦会导致试验测得的应力比真实情况下的应力偏大。由于本研究润滑效果较好,摩擦对应力的影响不是很大。(3)利用修正后的流变应力数据,建立了应变量耦合的根据Arrhenius型双曲正弦关系描述的253MA不锈钢钢高温变形本构方程。通过对预测数据和试验数据的对比观察及统计分析,验证了所建立的实验钢本构方程的准确性。(4)实验钢动态再结晶程度和再结晶晶粒尺寸随着变形温度的上升、应变速率的降低和应变量的增加而增加。此外,结合Z参数对显微组织进行分析发现,再结晶过程还与组织中夹杂物等影响晶界迁移的因素有密切的关系。(5)利用修正后的应变-应力数据来建立实验钢253MA的材料加工图的功率耗散图。对比了三种失稳判据(Kumar-Prasad、Murty-Rao和Babu失稳判据)所建立的流变失稳图。结合加工图和对应变形参数下的显微组织对DMM加工图及其相应变形机制进行分析。得到最适宜材料加工窗口的参数范围为:变形温度1050~1150℃,应变速率0.1-1s-1。