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双相不锈钢因兼具奥氏体铁素体两相组织特点,作为一种高性能结构材料被广泛应用于石化、化工、海水和造纸等工业领域。节Ni型双相不锈钢通过以Mn代Ni来稳定奥氏体相,由于Mn和Ni稳定奥氏体机制不同,对层错能影响不同,从而导致不同Mn-Ni含量对其高温热变形行为影响存在差异。因此,本文通过控制Mn含量变化,并对比2304商业双相不锈钢,研究了Mn添加对23%Cr节Ni型双相不锈钢高温压缩变形行为和高温拉伸力学性能的影响。旨在改善节Ni型双相不锈钢热加工性能,对锻造工艺优化、板轧制和热挤压等热加工工艺提供必要的理论依据,为实际生产工作提供指导。采用Gleeble-3800热力模拟试验机对不同Mn含量23%Cr节Ni型双相不锈钢进行了变形温度为10731423 K、应变速率为0.0110 s-1的高温压缩实验。经组织和热力学分析可知:在相同应变速率条件下,变形温度升高会使奥氏体由细密萌生晶粒向尺寸均一等轴晶转变,奥氏体动态再结晶(DRX)越易发生。在相同变形温度条件下,过高的应变速率会影响试验钢DRX,应变速率过高会使DRX发生不完全。Mn含量的增加能使奥氏体在更小变形温度和应变速率下提前发生DRX。在1323 K/1 s-1变形条件下,6.2614.13%Mn含量实验钢两相均出现连续DRX,且奥氏体相DRX更充分,且6.26%Mn实验钢中两相的LAGB比例较低,更能促进DRX发生。采用阿伦尼乌斯型双曲正弦本构模型得到四种不同Mn含量试样钢的峰值应力热变形方程,并构建了包含Z参数的峰值应力本构方程。随着Mn含量增加,会使热激活能略升高然后回落到较低值,且会使低Z值对应易发生DRX区域,向更宽泛的较高变形温度(13231423 K)、较低应变速率(0.01、0.1、1 s-1)移动。得到了四种不同Mn含量试验钢热加工图及其对应的最佳热加工工艺区间,同一Mn含量,随着应变的增加,失稳区区域面积逐渐减小。当应变为0.4和0.6时,随着Mn含量的增加,失稳区面积先增大后减小。商业低Mn高Ni 2304不锈钢热变形激活能和Z值均高于6.26-14.13%Mn试验钢,且其在热加工图中失稳区面积亦高于高Mn含量试验钢,表明较高Mn含量添加有益于高温压缩变形。采用Gleeble-3800热力模拟试验机对不同Mn含量23%Cr节Ni型双相不锈钢进行了拉伸温度为5731323 K,应变速率为0.05 s-1的高温拉伸实验,对比分析Mn含量对热塑性行为的影响,得到以下结论:随着变形温度升高,实验用钢的峰值流变应力和峰值应变都随之减小。随着拉伸温度由573K升高至1073K时,试验钢受力承载相受Mn含量变化影响减小。在573 K变形时,随着Mn含量增加,断面收缩率降低,塑性随之减低;在823、1073和1323K变形时,随着Mn含量的增加,断面收缩率升高,塑性也随之升高。相同Mn含量,随着变形温度升高,极限抗拉强度降低趋势减小。随着Mn含量的增加,在573 K变形时,极限抗拉强度降低程度亦变缓。Mn含量增加会使试验钢在高温拉伸变形时第二相夹杂物颗粒尺寸变大(25μm增大到512μm),是材料高温塑性变差的一个重要原因。对比商用2304不锈钢,在低变形温度时,Mn含量增加能有效提高极限抗拉强度;而高温变形时,Mn含量增加对极限抗拉强度影响不大。不同变形温度下2304不锈钢断面收缩率均高于高Mn含量试验钢,且均为韧性断裂。