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316L及316LN奥氏体不锈钢中厚板在轧制过程中,由于截面尺寸较大,受热不均匀,内部缺陷较多易出现混晶现象。本文通过在Gleeble-1500热模拟试验机进行高温压缩试验,以实验得到316L及316LN奥氏体不锈钢真应力-真应变曲线为基础,并结合高温变形金相组织,对其动态再结晶行为进行研究,从而得到热激活能Q、热变形方程以及动态再结晶的基本规律。采用电化学测试、硬度测试,通过对比分析高温变形前后腐蚀速率、硬度的变化规律,从而总结了变形温度对其耐腐蚀性和力学性能的影响,得出以下结论: (1)316L及316LN不锈钢高温压缩过程中应力应变都遵循:变形初期,加工硬化占主导作用,位错大量增殖导致应力逐渐增大;随着形变量的增大,动态再结晶开始产生,并逐渐加强,当软化作用与加工硬化作用相同时,达到峰值应力;继续变形,动态再结晶软化作用大于加工硬化作用,应力开始逐渐降低,当软化作用与加工硬化作用达到动态平衡时,应力值基本趋于稳定。 (2)同一应变速率,316L及316LN奥氏体不锈钢随着变形温度升高应力减小,且减小的幅度越来越小;同一变形温度,316L及316LN奥氏体不锈钢随着应变速率的增大应力增大,且增大的幅度越来越大。 (3)随着变形温度的升高,316L及316LN奥氏体不锈钢硬度线性减小,经热压缩塑性变形之后,变形温度高于1150℃时的硬度低于热轧态316LN的硬度;变形温度高于1050℃时的硬度低于热轧态316L的硬度。 (4)随着变形温度的升高,316L及316LN奥氏体不锈钢变形组织晶粒度先增大后减小,耐腐蚀性均也呈现先减小后增大的规律,且变形温度为1050℃时,晶粒尺寸最小,晶界较多,故此时腐蚀速率最大,耐腐蚀性最差。 (5)316LN奥氏体不锈钢钢的完全再结晶温度约为1050℃。当变形温度T高于1050℃,θ-σ曲线有明显的拐点,发生了动态再结晶,且应力随温度升高降幅较小逐渐趋于稳定。当变形温度T低于1050℃,θ-σ曲线无明显的拐点,变形过程主要发生加工硬化,且应力随温度升高降幅较大。应变速率为0.01s-1,变形温度为1050℃,经过变形之后可以得到34μm的匀晶组织。 (6)通过对实验数据拟合优化,经过计算得出316LN奥氏体不锈钢热变激活能Q为472.180kJ·mol-1,其热变形方程为:(ε)=4.091×1016[sinh(0.0084σp)]-4.954exp(-472180/RT)。 316L奥氏体不锈钢热变激活能Q为443.180kJ· mol-1,其热变形方程为:(ε)=6.02337×1017[sinh(0.00984σs)]3.84811exp(-443180/RT)。 (7)同一变形温度、同等变形量、高温压缩变形之后,硬度更高的316LN再结晶时间更长,更充分,使得316LN与316L峰值应力基本相同;316LN的耐腐蚀性能比316L佳。 (8)随着变形温度的升高,316LN的硬度下降趋势更快,变形温度为1250℃时,316LN的硬度低于316L。 (9)316L的完全再结晶温度比316LN的完全再结晶温度高。