双相不锈钢变形过程的变形协调性、应力应变配分关系、变形规律以及开裂机理

 浙江至德钢业有限公司研究了铸态双相不锈钢及其组织调控所得材料的室温力学性能以及高温变形行为，重点关注双相不锈钢变形过程的变形协调性、应力应变配分关系、变形规律以及开裂机理，具体结论如下：

 1. 双相不锈钢连铸坯在凝固过程中，由于冷却速度等因素的影响，使得连铸坯分为三个区域，即：等轴晶区、柱状晶区、细等轴晶区，不同区域的实验钢各项性能存有差异，且柱状晶区的力学性能最差，最易发生开裂。

 2. 在热变形过程中，实验钢的流变应力大小与应变速率呈正相关，与温度呈负相关；两相的变形机制不同，铁素体主要以动态回复为主，而奥氏体主要是动态再结晶；裂纹在相界处形核并沿相界或在铁素体相内扩展，两相机械性能以及奥氏体组织特征是影响裂纹形成与扩展的两个重要因素。

 3. 对双相不锈钢柱状晶区的高温流变曲线进行摩擦和温度修正，在修正得到的流变曲线的基础上，建立了考虑应变补偿的流变应力预测模型。

 4. 应用JMatPro软件得到了实验钢各组成相在室温和1000℃条件下的流变曲线，发现室温条件下铁素体硬，奥氏体软，高温时情况相反；基于混合法则，建立了双相不锈钢的应力应变配分模型，讨论了双相不锈钢再变形过程中各组成相应变（速率）的配分情况，发现在变形初期，变形主要发生在软相（铁素体）区域，随着变形程度的增加，应变速率逐渐向硬相（奥氏体）区域转移，最后变形达到同步。另外利用混合法则预测双相不锈钢宏观流变曲线，与热压缩实验结果进行对比，发现吻合很好。

 5. 建立了具有不同奥氏体组织特征的模型，讨论了组织形态对双相不锈钢变形行为的影响。发现奥氏体组织特征对双相不锈钢的拉伸曲线、应变配分以及失效形式具有重要影响；通过改变奥氏体与铁素体的屈强比，研究了屈强比对流变曲线的影响，发现随着屈强比的减小，材料的整体强度增加，塑性也增加；对具有不同奥氏体组织特征模型最后的失效形式进行探讨，发现应变在铁素体相内集中，最终的断裂（失效）主要出现在铁素体相内和相界处；对双相不锈钢进行热压缩模拟，对比各模型模拟所得流变曲线与实验曲线，发现各模型所得结果在误差范围内与实验结果吻合的很好，不同的模型之间存在些许差异；通过对模型变形后应力应变分布的分析，发现铁素体先于奥氏体发生变形，两相变形不协调。铁素体相的平均应变大于奥氏体相，在相界处，尤其是奥氏体相尖角处，存在明显的应变集中，应力具有与应变相反的趋势。