鑄態(tài)超級(jí)雙相不銹鋼S32750熱加工性能

超級(jí)雙相不銹鋼S32750是第3代雙相不銹鋼的典型代表，其PREN值可達(dá)到42，因而耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能優(yōu)良，在遠(yuǎn)洋、石油化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。此鋼的顯微組織具有比較理想的α/γ約為50/50的雙相結(jié)構(gòu)。由于氮含量高，在1300℃以下鋼的相比例不會(huì)發(fā)生明顯變化。但由于兩相的強(qiáng)度、塑性的不同以及變形行為的差異，不恰當(dāng)?shù)臒峒庸すに嚂?huì)導(dǎo)致在相界產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致熱塑性下降。所以，通過高溫拉伸和壓縮試驗(yàn)對(duì)工業(yè)鑄態(tài)S32750的熱變形行為及顯微組織進(jìn)行研究，并建立熱變形本構(gòu)方程，以期為該鋼種的熱軋工藝優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。

　　試驗(yàn)用材料來自國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司生產(chǎn)的S32750超級(jí)雙相不銹鋼連鑄坯，其主要化學(xué)成分見表1。在Gleeble-3800熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)和高溫壓縮試驗(yàn)。高溫拉伸試樣沿連鑄坯拉坯方向取樣，試樣尺寸為Φ10mm×120mm。將高溫拉伸試樣以10℃/s升至1230℃，保溫5min，然后以5℃/s降至試驗(yàn)溫度（900～1230℃），保溫30s進(jìn)行應(yīng)變速率為5s-1的拉伸變形，完成后在LEO438VP型掃描電鏡下觀察拉伸斷口。高溫壓縮試樣沿連鑄坯厚度方向且垂直于軋制方向取樣，尺寸為Φ8mm×12mm。試驗(yàn)過程中減少摩擦對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響，在壓縮試樣兩端涂石墨和加鉭片。將試樣以10℃/s升至1230℃，保溫5min，然后以5℃/s降至試驗(yàn)溫度（900～1230℃），保溫30s后進(jìn)行不同應(yīng)變速率（0.1、1、10、25s-1）、真應(yīng)變?yōu)?的壓縮變形，變形完成后立即對(duì)試樣水淬，在Leica金相顯微鏡下觀察顯微組織。

　　表1  S32750雙相不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）     

　　結(jié)果表明，S32750在1000～1200℃ 范圍內(nèi)具有較好的熱塑性。在變形溫度較低、變形速率較低時(shí)，流變曲線表現(xiàn)出不同于單相不銹鋼的“類屈服平臺(tái)”特征；當(dāng)應(yīng)變速率較高或變形溫度較高、應(yīng)變速率較低時(shí)，流變曲線為典型的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征。微觀組織演變顯示，鐵素體和奧氏體兩相都發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，且鐵素體的再結(jié)晶先于奧氏體。降低應(yīng)變速率，提高變形溫度，可促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生。基于熱變形動(dòng)力學(xué)模型建立了本構(gòu)方程，表觀應(yīng)力指數(shù)為3.99，熱變形激活能為393.75kJ/mol。S32750的高溫軟化機(jī)制與Zener-Hollomon（Z）參數(shù)有關(guān)，隨Z參數(shù)增加，熱變形峰值應(yīng)力增加。