【摘 要】
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在金属材料塑性变形过程中,由于不同位置处的变形程度不同,会使得材料内部组织呈现出不均匀的分布状态,严重影响板材的成形性能,针对轧制工艺及热处理工艺的合理调控可以在一定程度上保证复合板材的组织均匀性。本文以2205/NI/EH40为研究对象,以提升板材整体均匀性为目的,结合数值模拟及试验验证的方式,探究轧制工艺及热处理工艺对板材组织均匀性的影响规律。利用Deform有限元软件建立2205/NI/EH
【基金项目】
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国家自然科学基金委员会（项目编号:U1660111）:极地舰船用分层均质板材制备与多尺度耦合成形机理研究；
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在金属材料塑性变形过程中,由于不同位置处的变形程度不同,会使得材料内部组织呈现出不均匀的分布状态,严重影响板材的成形性能,针对轧制工艺及热处理工艺的合理调控可以在一定程度上保证复合板材的组织均匀性。本文以2205/NI/EH40为研究对象,以提升板材整体均匀性为目的,结合数值模拟及试验验证的方式,探究轧制工艺及热处理工艺对板材组织均匀性的影响规律。利用Deform有限元软件建立2205/NI/EH40复合板三维热轧耦合模型,探究不同轧制工艺下实现2205/NI/EH40双相不锈钢复合板界面结合的最小压下率,依据多道次轧制过程界面的粘接判定准则,对界面位置处的宏观场进行分析,探究所选轧制温度、轧制速度等工艺参数下终轧板材界面的结合情况。根据双金属的流变应力曲线,建立材料的动态再结晶模型,探究不同轧制温度、轧制速度等轧制工艺参数下,2205/NI/EH40双相不锈钢复合板厚度方向上的晶粒分布情况,并通过TOPSIS法综合考虑不均匀因子、平均晶粒尺寸及平均轧制力,对不同轧制工艺参数下晶粒的组织均匀性进行判定。在有限元模拟的基础上,利用二辊轧机进行三种优选轧制工艺参数下的多道次热轧试验,分别在试验后的样件上进行取样进行微观组织观测,并对优选工艺下的各道次板材的组织演变情况进行分析,验证数值模拟结果。借助万能材料试验机,对最优选工艺下的各道次轧后板材的力学性能进行评估。针对2205及EH40在高温下的材料特性,在保证不产生有害相的前提下,通过对两种材料CCT/TTT曲线的分析,设定三种合理的热处理工艺。利用Deform有限元模拟软件,进行终轧2205/NI/EH40双相不锈钢复合板的热处理过程模拟,探究不同热处理工艺下各层材料内部组织均匀性的演变情况,并与热处理试验进行验证。通过上述研究工作,得到了实现2205/NI/EH40双相不锈钢复合板组织较为均匀的轧制工艺,同时通过热处理实验,进一步改善了轧后板材的组织分布不均匀问题,可为双相不锈钢复合板的制备提供借鉴。
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