奥氏体不锈钢动态再结晶
奥氏体不锈钢动态再结晶
奥氏体不锈钢的变形与再结晶一、引言奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色,是不锈钢家族中最为重要的类型,钢号特别的多。
之所以称其为奥氏体不锈钢是因为它在常温下是稳定的奥氏体组织。
奥氏体组织具有面心立方(FCC)的晶体结构,具有众多的滑移系,因此冷加工能力特别的好。
当前我国常用奥氏体不锈钢的牌号有40多个,奥氏体不锈钢具有高塑性韧性、抗腐蚀性、冷加工能力以及无磁性,但是强度偏低。
奥氏体不锈钢主要有200、300和超级不锈钢三大系列, 300系列不锈钢是国内最常用的奥氏体系列不锈钢,是以18-8(304奥氏体不锈钢,又称18-8)为基础发展起来的,在304奥氏体不锈钢的基础上增加Ni的含量就能够生成305不锈钢,为了提高不锈钢的抗点蚀能力常在305不锈钢的基础上加入MO制造出316、317不锈钢，321不锈钢是在305的基础上加入了Ti,目的就是提高抗晶界腐蚀性及高温强度。
对于奥氏体不锈钢这种应用广泛的材料，它不仅具有高的耐蚀性、塑性和良好的可焊性,而且经过锻造、挤压后强度可以成倍提高。
正因为如此，许多研究者研究了奥氏体不锈钢的变形行为,其中尤以冷变形和温变形研究得较多，本文中，将通过举例对常见的3种奥氏体不锈钢（304奥氏体不锈钢、316LN不锈钢和321奥氏体不锈钢）的高温变形进行系统的分析。
主要通过热模拟试验机研究不锈钢单道次高温时的动态再结晶，得到热变形条件下的真应力-真应变曲线，结合显微组织分析，得出动态再结晶规律和流变应力。
2、金属材料的热变形行为热变形是指在钢的再结晶温度以上进行的加工过程。
不同变形温度及应变速率下的流变曲线是研究热变形条件下金属材料力学行为的主要内容之一。
在热变形过程中，加工硬化与软化过程同时进行，并且决定了此时材料的变形抗力。
通常，变形过程的软化取决于钢的动态回复和动态再结晶过程。
2.1 基本概念动态回复：动态回复是在热加工过程中伴随发生的回复过程。
对于层错能较高的材料,在热加工过程中,位错易发生交滑移和攀移,在热变形时容易发生动态回复。
316LN奥氏体不锈钢亚动态再结晶行为的研究
［］ Ｇ克劳斯． ３ ． 钢的热处理原理【 ． ： Ｍ】 北京 冶金工业出版社，９ ７ ３－ ８ １８ ：０ ３ ． 【】 许 泽建 ． Ｃ ４ ４ ｒ和 ３ ＣＭｎ ｉ ｉＡ钢高应 变率 动态起 裂特性 的研 ０ ０ ｒ ＳＮ２ 究． 西北工业 大学硕士学位论文 ，０ ５ ２０． 【】 胡时胜 ， ５ 王礼立． 一种用于材料高应变率试验 的装置 【． Ｊ振动与冲 １
关 键 词 ： 料 实 验 ； 动 态 再 结 晶 ； １ Ｌ 奥 氏体 不 锈 钢 ； 压 缩 材 亚 ３６ Ｎ 热
中 图 分 类 号 ： ＧＩ ２ Ｔ ４ １ 前 言 文 献 标 识 码 ： Ｂ 态 再 结 晶 ； 温 度 较 低 、 形 量 较 小 的 区 域 ，不 满 足 而 变
文 章 编 号 ： ６ ２ ０１ １ ２ ００ — ０ ３ ０ １ ７ — ２ （ ０１ ）４ ０ ８ — ４
３６ Ｎ奥氏体不锈钢亚动态再结晶行为的研究 １Ｌ
陈 明 明 ， 何 文 武 。 刘 艳 光 ， 陈 慧 琴 。 （． 原 科技 大 学 材 料科 学 与工 程学 院 ， 西 太原 ０ ０２ ； １太 山 ３ ０ ４ ２北 方 重 工 设 计 研 究 院 ， 宁 沈 阳 １ ０ ４ ） ． 辽 １ １ １
击 ，９ ６，１ ： — ７ １８ （ ）０ ４． ４
【 万筱 如 ， 昌淦 ， 高强度 和超高强度钢【 ¨Ｅ ： ２ ］ 许 等． Ｍ 京 机械工业 出
Q345E钢奥氏体动态再结晶行为研究及数学模型的建立
再结 晶是最终决 定材料 晶粒 尺寸 的诸 多关键 因素之
一
，
而 晶粒尺寸在很大程度上 又决定 了产 品的最终 显
ｏ １１０ｏ、 ５ 经 ３ 短时均 温后 ， 温度分 Ｃ、 ０ １１０ｏ Ｃ Ｃ， ０ｓ 各
微组织 和力学性 能。因此 ， 分析热变形过程 中动态 再
别 以 ０ １ｓ 、． ｓ 、 ｓ 、０Ｓ－ ． － ０１ ～ １ ～ １ 的应变速率 进行热压 ０ ！ － 缩变形 ， 变形量均为 ６ ％， ０ 变形后立 即淬火至室温 。 在
试 验过程 中实时采集应力一 应变数据 。
结 晶发生 的机理及其相应 的组织演 化过程 ， 通过优 化 工艺参数 ， 以达到获得理想组织和性能 的 目的。 热变形过程中 ，金属内部 同时进行着加工硬化与 回复再结 晶软化两个相反的过程 。而热加工后 的组织 与性能受热加工 时的硬化过程 和软化过程 的影 响 ， 而 这个过程 又受变形温度 、 应变速率 、 变形程度 以及金 属
晶很大程度上影 响着材料 内部 的显微组织状态 ， 动态
流变应力 ， 工艺参 数为 ： 具体 加热温度 ： ２ ０ｏ ， １ ０ 加热 Ｃ
速 度 ： ／， 温时 间 ： ｍ ｎ 冷却 速度 ： ｏ／， ５ｏ ｓ保 Ｃ ５ ｉ， ５ Ｃ ｓ变形
温 度 ：０ ８ ０ｏ ９０ ｏ ９ ０℃ 、 ０ ０ ｏ １０ ０ ８０ ｏ ５ Ｃ、 Ｃ、０ Ｃ、５ １ ０ Ｃ、 ５
（） １钢在 热变形过 程 中 ， 材料 的加工硬 化和 动态
软化两种机制同时起作用 。 应力应变 曲线表现为两种
形式 ， 一种是动态再结晶型 ， 一种是动态 回复 型。
（ ） 动态再结 晶发生 时 ， ２有 应力 曲线 出现 峰值后
SWRH82B钢热变形奥氏体动态再结晶规律及模型研究
２ 实验 结果与 分析
图１ 所示 为 ８Ｂ钢在不 同变形温度下的真应力一 ２ 真应变曲线．
佃… 一 ＿ ＿ … 一ｌ Ｉ ； ｌ ■＿谳■ ｌ 黟 …… … 一 …
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＿ ～Ⅷ 协 。 ｌ 一 一 ｌ～娌 ｌ 一 一ｌ ＿ 一 ～
Ｓ Ｈ２ ＷＲ ８ Ｂ为研 究对象 ， 通过研究变形速率 、 变形温度等形变参 数对该钢热变形奥 氏体 晶粒特 征的影响 ， 了解其动态再结 晶规律 ， 为制定合理的控轧控冷工艺 ， 生产 出综合性能优 良的 Ｓ Ｈ８Ｂ提供依据“ ＷＲ ２ ．
１ Байду номын сангаас验材 料及 方法
１ 试 样 的 准备 ． １
Ｃ Ｅ ｕ—ｅ’ Ｕ Ｂ ｎ ｊｎＷｕａｇｒｅ Ｈ Ｎ Ｒ ｉｆ ，Ｘ ｅ －ｕ ’ ｌｎｅ ｌ ｉ ， ｉ （．ｏ ｅｅｏ ｔｒｌ ａｄ Ｍｅ ｌ ｒ ，Ｇ ｉ ｏ ｎ ｅｓｙ Ｇ ｉ ｎ ５０ ３ ｈｎ； ． ｏ ｅｅｏ ｈｍ ｓｙａｄ １ ｌ ｇ ｆＭａ ｉ ｓ ｎ ｔｌ ｇ ｕｚ ｕ Ｕ ｉ ｒｔ， ｕ ａｇ５ ００ ， ｉａ ２ Ｃ ｌ ｇ ｆＣ ｅ ｉｒ ｎ Ｃｌ ｅａ ａｕ ｙ ｈ ｖ ｉ ｙ Ｃ ｌ ｔ Ｃ ｅ ｃ ｎｉｅｒ ｇＩｎｒＭ ｎ ｏａ Ｕ ｉｅｓｙｆ ａ ｏａ ｔ ｓ ｏｇ ａ ２０ ３Ｃ ｉ ） ｈｍｉ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｅ ｏ ｇｌ ｎｖｒｔ ｏ Ｎ ｔ ｎｌｉ ，Ｔ ｎｌ ｏ０ ８ ，ｈｎ ｌ ａ ｎ ｎ ｎ ｉ ｉ ｒ ｉ ｉｅ ｉ ４ ａ
作者简介 ： 飞（９ ３ ）男 ， 陈瑞 １８ 一 ， 辽宁省沈阳市人， 在读硕士研究生 ， 主要从事钢铁冶金方 面的研究
５０ ０
内 蒙
古
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304不锈钢热变形过程奥氏体动态再结晶及流变应力研究
摘 要：
６０９ ： ５ ０ ３
１０ ８ ） ０ ０ １
８０～Ｉ ０ Ｘ 温 度 范 同 和 ０ ５～１ｓ 。 变 速 率 条件 ‘ ，３ ４不 锈 钢 进 行 ． 次 热 缩 实 验 ，结 合 ０ ０： ２ ． ０ 。应 ＦＸ ｆ０ 道
图3所示的两条曲万方数据熊家强等304不锈钢热变形过程奥氏体动态再结晶及流变应力研究线都在叮150mpa左右时开始偏转即动态再结晶临界应力都在150mpa左右南此可见初始晶粒尺寸对试样中奥氏体的动态再结晶及高温流变应力的影响也是很小的
２０ ０ ８年 １ ０月
云 南 冶 金
ＹＵＮＮＡ Ｍ Ｅ ＡＩＩ Ｔ ＵＲＣＹ
至 了它 ｆ 的 丧达 式 Ｉ 】 门
关 键词 ：３４不锈 铡 ；热 变 形 ；动 态再 结 品 ；流 变 心 力 ０ 中图分 类 号 ：＿ １．５ 文献 标 识 码 ： ＿ 文章 编 号 ： ｒ Ｉ３ ２ （ ， 、
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎ ｍ ｉ ｃ ｙ ｔ ｌｉａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｄｙ ａ ｃ Ｒｅ ｒ ｓａ ｌｚ ｔｏ ｆＡｕｓｅ ｉｅ ａ ｏ Ｓ ｒ ｓ ｔ ｎ ｔ ｎｄ Ｆｌ ｗ ｔ ｅ ｓ
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ＫＥＹ ＯＲＤＳ：３ ４ｓｆ ［ ＾ｓ ｅ：ｈｔ ｅ ｍ ｌｎ ｋｎｍｉ ．ｓ Ｉｚｔｎ ｉｗ ｓｅｓ Ｗ ０ ｔｎｅ ｔ ｌ ｏ ｄ ｒ ａｉ ：（ ａ Ｊ ｎ ｔｌａｉ ：ｆ ｔ ｓ ｓ ｅ ｉ ０ ｖ （ ａｉ （ ） ｏ ｒ
再结晶型控制轧制和未再结晶型控制轧制的工艺要求和特点。
再结晶型控制轧制和未再结晶型控制轧制都是控制轧制工艺，但它们在变形温度、组织变化和轧制后金属性能等方面具有不同的要求和特点。
再结晶型控制轧制是在低于再结晶终止温度时进行变形，此时已变形的奥氏体或发生再结晶但晶粒来不及长大，或者仅达到回复状态未发生再结晶。
在轧制变形区域内，不锈钢组织会产生动态回复和不完全动态再结晶行为。
在轧制后或两道次间会形成静态回复和静态再结晶，变形与静态回复会交替出现。
随着组织中变形与再结晶的不断变化，不锈钢材料的温度不断降低，奥氏体组织晶粒会逐渐细化，奥氏体晶界的面积也会增大，为奥氏体组织向铁素体组织发生相变形核提供更多位置，相变后铁素体组织的晶粒也会变得细化。
未再结晶型控制轧制则是在高于再结晶终止温度时进行变形。
此时奥氏体要发生再结晶，因此必须抑制热变形后再结晶奥氏体晶粒的粗化和避免应变诱导析出。
为达到这一目的，可以在钢液中加入微合金化元素钛，使钢液在凝固后的冷却过程中析出稳定弥散的TiN质点，从而抑制经反复形变细化的再结晶奥氏体晶粒的长大。
当反复多道次形变和再结晶后，奥氏体晶粒得到细化。
由于终轧温度高（高于950℃），形变不能诱导V(C,N)相产生，所以不能阻碍奥氏体再结晶。
加入微合金化元素钒只作为低温析出的沉淀强化相。
总的来说，再再结晶型控制轧制和未再结晶型控制轧制的主要区别在于变形温度不同，前者在低于再结晶温度下进行，后者在高于再结晶温度下进行。
奥氏体不锈钢锻件晶粒度影响因素分析
奥氏体不锈钢锻件晶粒度影响因素分析摘要：奥氏体不锈钢是核电设备的常用材料，根据设计规范安全级别高、压力高的阀门常选用奥氏体不锈钢锻件作为阀门承压件。
制造规范对其化学成分、力学性能、晶间腐蚀、金相检验做了明确的要求。
通过对奥氏体不锈钢锻件晶粒度影响要素的分析，对后续核电设备制造、采购中控制奥氏体不锈钢锻件的质量控制具有一定意义。
关键字：奥氏体不锈钢；晶粒度；锻造比；质量控制1.奥氏体不锈钢在核电阀门中的应用1.1奥氏体不锈钢在核电的应用奥氏体不锈钢是核电设备的常用材料，其具有优良的耐腐蚀性能、抗高温氧化性能、机械加工性能及较好的低温力学性能，且具有较低的辐照敏感性，由于其优良的性能，其在核电设备中具有广泛应用。
1.2奥氏体不锈钢在核电设备的应用在核电站选材中，选用较多的是Z2CN19-10NS、Z2CND18-12NS。
对于一回路阀门承压件，采用Z2CN19-10NS、Z2CND18-12NS的锻件制造，这两种在奥氏体不锈钢中属于性能最好的两类，后者高温性能更加优良。
在技术规范中都对材料的化学成分、力学性能、晶间腐蚀、金相检验提出了明确的要求。
2.晶粒度对奥氏体不锈钢的影响2.1晶粒度概念晶粒度是用来表示晶粒大小的尺度。
GB/T 6394—2002规定了钢的晶粒度测定方法。
在钢铁材料中，常见的就这8个级别，其中1～3号被认为是粗晶粒，4～6号为中等晶粒，7～8号为细晶粒。
2.2晶粒度对奥氏体不锈钢性能的影响对于金属的常温力学性能来说，一般是晶粒越细小，强度和硬度越高，同时塑性和韧性也越好。
晶粒越细，塑性变形也越可分散在更多的晶粒内进行，使塑性变形越均匀，内应力集中越小；而且晶粒越细，晶界面越多，晶界越曲折；晶粒与晶粒中间犬牙交错的机会就越多，越不利于裂纹的传播和发展，彼此就越紧固，强度和韧性就越好。
经试验和研究表明，晶粒度越大、晶粒越细，金属在高温状态下的强度、韧性、塑性都有所降低；晶粒越细，晶间腐蚀越迅速；晶粒越细，高温疲劳寿命越低；在特殊情况下也需要考虑其高温性能和耐腐蚀性能。
J4节镍奥氏体不锈钢动态再结晶行为的研究
速 率 ０Ｏ １ 一 ０Ｏ ｓ ０ １～， 应 变 ０ ０９ ．０ ｓ 、 ．ｌ～、 ．ｓ 真 ～ ．。试 样 在 真
空 下 以 １ ℃／ 速 度 加 热 至 １ ０ ｏ Ｏ ｓ的 ２ ０ Ｃ，保 温 ３ ｎ 然 ｍｉ ， 后 以 ５ ｓ的 速 度 降 温 至 变 形 温 度 并 保 温 ３ ｓ 最 后 ℃／ ０， 在变 形温 度下 压缩 。试样 变形 结束后 迅 速淬 火 以保 留变 形 结 束 瞬 间 的再 结 晶 组 织 ，然 后 将 试 样 沿 轴 向 切 开 、 抛 、 蚀 后 对 试 样 中部 进 行 金 相 分 析 。 磨 腐
质量 分数 （ ． ８ Ｏ３ ． ． ９ ０ １ ４ Ｏ １ １０１ ８ １ ８ ％） ０ ８ － ９ ５ ０ ２ ． ０ １． － ． ． ０ ７ ７ ０ ０ ９ ３ ４ ３
缓 。图 ２ ｃ显 示 ， 应 变 量 增 大 到 稳 态 应 变 时 ， 当 金
实 验 在 Ｇ ＥＥ Ｌ １ ０ Ｄ 热 模 拟 试 验 机 上 进 行 Ｌ Ｂ Ｅ一 ５ ０
回复 或 动 态 再 结 晶 带 来 的 软 化 两 个 矛 盾 过 程 。这 两
个 过 程 也 是 影 响 产 品 组 织 性 能 、质 量 和 热 轧 工 艺 的
关键 因素 。 而 ， 两个 过 程会 随应变 量 、 变速 率 、 然 这 应 轧 制 温 度 的不 同 而 发 生 主 次 的 转 化 。 本 文 以节 镍
摘 要 ： 过 在 Ｇｌｅ ｌ一１ ０ Ｄ 热 模 拟 试 验 机 上 进 行 等 温 压 缩 试 验 ， 究 了 变 形 工 艺 参 数 对 节 镍 奥 氏 体 不 通 ｅｂｅ ５ ０ 研
锈钢 Ｊ ４动 态 再 结 晶行 为 的 影 响 。 结 果 表 明 ， 变 率 越 小 、 形 温 度 越 高 、 变 量 越 大 ， 应 变 应 Ｊ ４钢 越 易 发 生 动 态 再
回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为影响研究
回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为影响研究近年来，随着工业技术的不断发展，奥氏体不锈钢的应用范围越来越广泛。
然而，在一些特殊环境下，奥氏体不锈钢仍然存在着一些问题，例如低温下易发生渗氮行为，导致材料性能下降。
因此，回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响进行研究是十分重要的。
首先，再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响需要从晶界能量、晶界迁移、晶界对渗氮扩散的影响等角度进行分析。
研究表明，再结晶可以使不锈钢晶界能量减小，从而减弱晶界对渗氮扩散的阻碍，有利于降低不锈钢的渗氮倾向性。
此外，再结晶还能促进不锈钢晶界的迁移，增强了晶界的连续性，进一步提高了材料的抗渗氮能力。
其次，再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响还涉及到晶粒尺寸的变化。
研究发现，再结晶可以使不锈钢晶粒尺寸变大，增加晶格缺陷的数量，从而提高了材料的渗氮速率。
此外，晶界能量的变化也会影响晶粒的生长速率和渗氮行为。
因此，通过控制再结晶工艺参数，可以调控晶粒尺寸的变化，进而影响奥氏体不锈钢的低温渗氮行为。
此外，回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响还与材料中的合金元素含量有关。
例如，添加Ti、Nb等稳定化元素可以有效抑制不锈钢的再结晶过程，从而降低材料的渗氮倾向性。
此外，合适的合金元素含量还能够改变晶格缺陷的类型和数量，进而影响不锈钢的渗氮速率和抗渗氮能力。
综上所述，回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响是十分复杂的。
再结晶可以降低晶界能量、增强晶界的连续性，从而有利于减弱不锈钢的渗氮倾向性。
再结晶还会导致晶粒尺寸的变化，影响不锈钢的渗氮速率。
此外，合金元素的添加也会对再结晶和渗氮行为产生影响。
因此，进一步深入研究回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响将有助于开发出更加耐渗氮的不锈钢材料，满足工业应用的需求。
针对316LN 不锈钢动态再结晶模型的DEFORM 二次开发
针对316LN 不锈钢动态再结晶模型的DEFORM 二次开发鲍梅玲;刘建生;段兴旺【摘要】According to the known dynamic recrystallization model of 316LN stainless steel, the secondary devel-opment about the microstructure part of the DEFORM numerical simulation software has been made , which can predict the volume fraction and the average grain size of dynamic recrystallization microstructure of 316LN steel in the thermo-plastic deformation process .Moreover, the coupling analysis functionality of the finite element deformation-heat trans-fer-microstructure evolution in the thermoplastic deformation process has been enhanced .Finally the simulation results matches the experimental results very well , which illustrates the second development is successful .And the results lay the theoretical foundation for the optimization and control of the forging microstructure .%根据已知的316LN不锈钢的动态再结晶模型，对DEFORM数值模拟软件的微观组织部分进行了二次开发，预测316LN热塑性变形过程中动态再结晶组织的体积分数和晶粒平均尺寸的变化过程，使热塑性变形过程的有限元变形-传热-组织演化耦合分析功能得到了增强。
奥氏体不锈钢热变形晶粒演变规律
（ １ ） 晶粒 长大模 型
Ｄ ｔ ２ ． ５ ＿ Ｄ ２ ． ５ ＝ ３ ． ３ ｅ １ ５ ｅ ｘ ｐ ｆ 一 等笋）……． ． （ ３ ）
（ ２ ）建 立 高温塑性 变形本 构 方程
奥 氏 体 晶 粒 长 大是 通 过 晶界 迁 移 的方 式 进 行
材 料 的高温塑 性变形 本构 方程 是描 述材料 在高
６ 『 － ）……………… （ ６ ）
Ｍ ｗ ｅ ｍ ｂ ｅ ｌ ａ与 Ｍｃ Ｑ ｕ ｅ ｅ ｎ Ｅ Ｔ ￣ 指 出高 应 力 下 三 者 关
系可 表示 为 ：
速率参数 ； 一应变速 率 ；ｐ 一材料 的变形
激 活能 。 要求出 ３ ２ １不锈 钢 的 高温 塑 性 变形 本 构 方程 ，
』
系 （ 见 图 １（ ｂ ） ） ，通 过线 性拟 合求 出晶粒 长大激 活 能 Ｑ ＝ ３ ． ９ ４ ｅ （ Ｊ ／ ｏ ｔ ｏ １ ） ，相 关 系数 ４＝ ３ ． ３ ｅ ，求 得 ３ ２ １
奥 氏体 不锈钢 晶粒 长大模 型为 ：
２ 模 型建立及模拟结果分析
２ ． １ 高温变 形 晶粒 演变 模型 的建 立
Ｄ ， ｎ － Ｄ ｏ ＂ ＝ Ａ ｅ ｘ ｐ ｌ ＿ Ｊ ………………… （ １ ）
将 等式 两边取 对数 得 ：
Ｉ ｎ （ Ｄ ｔ Ｉ １ 一 Ｄ ｏ ＂ ） ＝ ｌ ｎ Ａ＋ ｌ ｎ ｔ 一
2、钢的奥氏体形变与再结晶
2.1 热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为 热塑性加工变形过程是加工硬化和回复、 热塑性加工变形过程是加工硬化和回复、再结晶软化过程 的矛盾统一 ，加工硬化和高温动态软化过程同时进行，根据这 加工硬化和高温动态软化过程同时进行， 过程同时进行 两个过程的平衡状况来决定材料的变形应力。 两个过程的平衡状况来决定材料的变形应力。
再结晶组织的演变： 再结晶组织的演变： 形变过程中随应变量增大微观组织发生变化的过程为: 形变过程中随应变量增大微观组织发生变化的过程为: 变形初期的加工硬化→部分再结晶阶段→ 变形初期的加工硬化→部分再结晶阶段→全部再结晶阶段
奥氏体热加工真应力-真应变曲线与材料微观组织变化示意图 奥氏体热加工真应力-
0.10%C,1.22%Mn,0.02%Nb钢在 钢在0.6Tm 图5. 0.10%C,1.22%Mn,0.02%Nb钢在0.6Tm 以上温度变形时的应力－应变曲线 以上温度变形时的应力－
（3）第三阶段：当第一轮动态再结晶完成以后，将出现两种 ）第三阶段：当第一轮动态再结晶完成以后， 情况， 稳态变形（连续动态再结晶） 非稳态变形（ 情况，即稳态变形（连续动态再结晶）和非稳态变形（间断动 态再结晶）。 态再结晶）。 由动态再结晶产生核心到全部完成一轮再结晶所需要的变 表示， 形量用εr表示， εr可能大于 εc，也可能小于εc。 时发生连续动态再结晶； 当εc< εr时发生连续动态再结晶； 时发生间断动态再结晶。 间断动态再结晶 当εc> εr时发生间断动态再结晶。 工艺参数（温度和速率） 都有影响， 工艺参数（温度和速率）对εc、εr都有影响，只是对εr的影响比 的影响大。 对εc的影响大。 低时， 出现非稳态变形，间断动态再结晶； 当 T 高或 低时， εc> εr，出现非稳态变形，间断动态再结晶； 高时， 出现稳态变形，连续动态再结晶。 当 T 低或 高时， εc< εr，出现稳态变形，连续动态再结晶。
Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢高温变形奥氏体的动态再结晶
０４ Ｍｏ０ ２ Ｃ ） ． ３ 、． ８ ｕ 在应 变速率 ０ Ｏ ～１Ｓ 、 ． ｌ 温度 ８０～１１０℃时的动态 再结 晶行 为 ， 出该钢 奥 氏体 区的真应力 一 ５ ５ 得 真应变 曲线和动态再结 晶图， 分析 了变形参数对峰值应力 的影 响和不 同热变形时耐候 钢的动态再结 晶体积分数 与 真应变 的关系 ， 建立 了该 钢的奥氏体热变形方程 、 动态 再结 晶临界条件 回归方 程和奥 氏体动态 再结 晶体 积分数数 学模型 。结果表明 ， 随变形温度升高 ， 峰值应力下降 ； 随变形速率增大 ， 峰值应力 升高 ； ｚ参数增大 即变形温度 降 随
ｔ ｅ ｅｆｃ ｆｄ ｆ ｒ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｅ ｋ ｓ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｒｌ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｒ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ ｃｉｎ ｏ ｙ ａ ｃ ｒ — ｈ ｆ ｔｏ ｅｏ ｍａｉ ａａ ｔ ｒ ｎ ｐ ａ ｔ ｓ ｎ ｈ ｅａｉ ｅ ｗ ｅ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｆａ ｔ ｆｄ ｎ ｍｉ ｅ ｅ ｏ ｒ ｏ ｕ ａ ｏ ｃ ｃｔｌｉａｉｎ ｏ ｈｅｗｅ ｔ ｅ ｎ ｔｅ ｔ ａ ｏ ｓｈｏ ｅ ｏ ａｉｎ ａｅ ａ ａｙ ｅ ｒ ｓａ ｌｚ ｔｏ ｆｔ ａｈ ｒ ｇ ｓｅ ｌｗｉｈ ｖ ｒ ｕ ｔｄ ｆｒ ｔｏ ｒ ｎ ｌｚ ｄ．ａ ｄ ｔｅ ｔ ｒ ａ ｅ ｏｍ ａｉｎ ｆ ｒ ｌ ｆａ — ｉ ｉ ｍ ｎ ｈ ｈｅ ｍ ｌｄ ｆｒ ｔｏ ｏ ｍｕ ａｏ ｕｓ
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回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为影响研究
回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为影响研究回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为影响研究引言：奥氏体不锈钢（Austenitic stainless steel）是一种常用的金属材料，具有优异的耐腐蚀性能和良好的机械性能，广泛应用于航空、航天、化工等领域。
然而，在某些特定的工况下，如低温高应力环境下，奥氏体不锈钢容易发生氮渗透现象，从而导致组织和性能的变化。
因此，研究奥氏体不锈钢低温渗氮行为及其影响因素对于材料性能的优化具有重要意义。
本研究旨在探究回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为的影响，并对其机理进行深入解析。
方法：1. 实验样品制备：选取工业上常用的奥氏体不锈钢作为研究对象，切割成标准尺寸的试样。
将试样进行热处理，采用回复与再结晶处理，得到不同组织状态的试样。
2. 渗氮实验：将不同组织状态的试样置于含有一定比例的氮气的高温炉中进行渗氮处理。
通过控制温度、时间和氮气压力等参数，确定最佳的渗氮条件。
3. 性能测试：对渗氮后的试样进行硬度测试、拉伸测试、冲击韧性测试等性能测试，得到每种组织状态下的力学性能数据。
结果与讨论：通过渗氮处理，观察到奥氏体不锈钢的组织发生了显著变化。
在回复状态下，晶粒较粗，晶界有些许沿晶腐蚀现象；而在再结晶状态下，晶粒较细，晶界清晰，形成了新的晶内相。
从性能测试结果可以看出，渗氮处理后的奥氏体不锈钢硬度得到了显著提高，同时拉伸强度也有所增加。
这是因为渗氮使得奥氏体不锈钢晶格内部形成了固溶标样，从而增加了材料的硬度和强度。
然而，冲击韧性却有所下降，这主要归因于渗氮引起的奥氏体不锈钢组织变化导致其冲击韧性降低。
结论：回复与再结晶对奥氏体不锈钢低温渗氮行为有着显著影响。
回复状态下的奥氏体不锈钢易发生沿晶腐蚀现象，且在渗氮处理后的性能表现相对较差。
而再结晶状态下的奥氏体不锈钢晶粒较细，晶界清晰，渗氮处理后的性能表现较为优良。
进一步研究发现，渗氮处理后奥氏体不锈钢硬度得到显著提高，拉伸强度也有所增加，但冲击韧性下降。
22Mn—13Cr—3Ni—1Mo—1Cu—0.22N奥氏体不锈钢的动态再结晶
22Mn—13Cr—3Ni—1Mo—1Cu—0.22N奥氏体不锈钢的
动态再结晶
刘文昌;赵红
【期刊名称】《材料科学与工艺》
【年(卷),期】1993(001)002
【总页数】4页(P36-39)
【作者】刘文昌;赵红
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG337.5
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X65管线钢奥氏体动态再结晶规律研究_张伟
混 晶 现 象 是 利 用 CSP 技 术 生 产 管 线 用 钢 时 较容易出现的问题， 这严重地的影响了产品的性 能。为了消除混晶缺陷，对其动态再结晶特性的研 究至关重要。 已有的研究[1]表明，生产含 Nb 钢时 混晶现象非常严重， 在部分再结晶区轧制是产生 混晶现象的重要原因之一， 因此掌握材料的动态 再结晶特性, 避免材料在部分再结晶区发生变形 是控制混晶产生的关键措施之一[1]。 本 文通过研 究材料的动态再结晶特性，确定材料的完全再结 晶区和未再结晶区， 从而避免在部分再结晶区变 形，为现场轧制提供了依据。
氏体的再结晶情况， 采用了使热模拟实验中原始 奥氏体晶粒尺寸尽量接近取自现场均热炉后的水 淬连铸坯，这就需要选取合适的加热温度。
利用 Gleeble-1500 热模拟试验机， 将试样分 别加热到 1150、1200、1250、1300 和 1350 ℃，保温 6 min 后迅速水淬至室温。 截取试样的横截面，连 同在均热炉后取的连铸坯一起，经研磨、 机械抛 光后， 用过饱和苦 味酸水溶液 ， 在 65 ℃热浸蚀 5～10 min， 进 行 原 始 奥 氏 体 组 织 观 察 ， 并 利 用 Image-tool 软件测量其晶粒大小。 结果表明，试样 加热到 1300℃保温 6 min 后， 其奥氏体晶粒尺寸 (167μm) 与现场连铸坯奥氏体晶粒尺寸(170μm) 基本一致。 原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度变化 关系如图 1 所示。
与峰值应力 σp、开始发生动态再结晶的临界变形 量 εc、发生完全动态再结晶的临界变形量 εs、动态
再结晶百分数、 动态再结晶晶粒直径以及真应力
新型节镍奥氏体耐热钢的亚动态再结晶行为
新型节镍奥氏体耐热钢的亚动态再结晶行为陈雷;龙红军;王建峰;毛天桥;李飞;张英杰【摘要】The metadynamic recrystallization(MDRX) behavior of a novel21Cr-11Ni-N-RE austenite heat resistant stainless steel was studied by Gleeble−3800 thermal simulation testing machine, and using double hit compression experiments at temperature of 950~1 150℃, strain rate of0.1~10 s−1 and inter-pass time of 0.5~30 s. According to the present experimental results, the kinetic equation for the MDRX of 21Cr-11Ni-N-RE austenite heat resistant stainless steel was proposed. Comparison between the experimental and the predicted results was carried out. The results show that the metadynamic volume fraction rapidly increases with the increase of delay time, deformation temperature and strain rate. The pre-strain (beyond the peak strain) has little influence on the MDRX behaviorsin 21Cr-11Ni-N-RE. The sub dynamic recrystallization activation energy of 21Cr-11Ni-N-Re heat resistant stainless steel is 130.417 kJ/mol. A good agreement between the experimental and the predicted results is obtained, which has verified the developed models.%在Gleeble−3800热模拟试验机上利用双道次热压缩实验，研究新型节镍奥氏体耐热不锈钢21Cr-11Ni-N-RE在变形温度950~1150℃、应变速率0.1~10 s−1，道次间保温时间为0.5~30 s的亚动态再结晶行为。
奥氏体不锈钢的变形程度及再结晶退火对硬度性能的影响
奥氏体不锈钢的变形程度及再结晶退火对硬度性能的影响发布时间：2022-11-11T06:55:20.575Z 来源：《中国建设信息化》2022年14期作者：廖旺茂[导读] 奥氏体不锈钢在室温下，晶粒细化，组织致密。
廖旺茂广西柳钢中金不锈钢有限公司广西玉林市 537624摘要：奥氏体不锈钢在室温下，晶粒细化，组织致密。
由于其优良的塑性、韧性和耐蚀性等性能，被广泛用于制造各种机械零件和容器。
随着奥氏体不锈钢合金含量的提高，奥氏体不锈钢的抗拉强度、屈服强度和硬度值也不断提高，但其热变形后塑性变形仍较大，加工硬化比较严重，在一定程度上限制了其应用范围。
同时由于奥氏体不锈钢在高温下具有良好的可焊性，因此广泛用于石油机械设备以及船舶机械设备。
但对其进行再结晶退火时会产生一些合金元素如 Cr、 Ni和 Al等对性能产生一定影响。
本文对变形程度较大的不锈钢进行再结晶退火可以减少部分奥氏体合金元素在淬透区的析出，改善其耐高温性（可降低在600℃下工作时的淬透区温度）、提高材料成形性能、改善材料塑性加工硬化、延长退火过程加热时间等。
因此，研究不同温度下奥氏体不锈钢及其再结晶退火组织及其性能的变化是至关重要的。
关键词：奥氏体不锈钢；不锈钢；结晶退火；硬度性能引言奥氏体不锈钢是一种在高温下具有良好韧性的特种不锈钢，其抗拉强度可达970 MPa,塑性和耐蚀性较好。
随着奥氏体不锈钢强度、硬度等性能的提高，通常采用再结晶退火工艺来降低不锈钢的硬度。
奥氏体不锈钢再结晶退火可提高材料的韧性和耐蚀性，但是对硬度性能的影响很小。
近年来，有很多学者通过金属腐蚀、磁力显微镜观察和理论计算来研究合金奥氏体不锈钢相变时材料微裂纹产生的机理及再结晶退火对硬度性能的影响。
研究发现晶体的形貌、结构及化学成分等因素会引起金属腐蚀，降低材料硬度。
当奥氏体不锈钢板中含有大量马氏体后，由于马氏体之间发生了相变，导致基体组织中形成新一代的粗大奥氏体相。
在这种情况下，如再结晶退火能够获得细密晶体结构、韧性和化学成分等参数均较好的合金奥氏体钢，是一种较理想的高温钢。
2、钢的奥氏体形变与再结晶
控制轧制方式示意图
(a) 奥氏体再结晶区控轧；(b) 奥氏体未再结晶区控轧；(c) (+)两相区控轧
第二阶段： 在第一阶段动态软化不能完全抵消加工硬化。随着变形量的 增加，位错密度继续增加，内部储存能也继续增加。当变形量达 到一定程度时，将使奥氏体发生另一种转变—动态再结晶。 动态再结晶的发生与发展使更多的位错消失，材料的变形应 力很快下降。由再结晶形成的新晶粒又发生了变形，产生了加工 硬化，加上新晶粒得到了细化，金属材料的变形应力仍然高于原 始状态的变形应力。 发生动态再结晶所必需的最低变形量称为动态再结晶的临界变 形量，以c表示，临界变形量的大小表征了奥氏体发生动态再结 晶的难易程度，而且可以通过改变工艺参数找出影响临界变形量 的各种因素，因此研究临界变形量是研究奥氏体动态再结晶的一 种好方法。
c0.83p p 真应力-真应变曲线上应力峰值p所对应的应变量 p的大小与钢的奥氏体成分和变形条件（温度、速度）有关。
ε Aσ exp( Q/RT)
n
Z exp(Q / RT ) A
A：常数 R：气体常数 Q：变形活化能 T：绝对温度
n
Z为温度补偿变形速率因子，可表示
不同变形温度与奥氏体微观组织
变形条件: 1100℃+2.5min,10℃ /s冷却到变形温度,60%变形,应 变速率15s-1,变形后立即水淬,苦味酸腐蚀 a-变形温度1050℃; b-变形温度900℃
随温度的降低和应变速率的提高,材料微观组织发生不同变 化,相应变化的应力-应变曲线是:无峰平台动态回复→多峰 的不连续动态再结晶→单峰连续动态再结晶→部分动态再结 晶→无峰和具有上升趋势的动态回复→形变诱导相变.
奥氏体热加工真应力-真应变曲线与材料微观组织变化示意图
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奥氏体不锈钢的变形与再结晶
一、引言
奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色,是不锈钢家族中最为重要的类型,钢号特别的多。
之所以称其为奥氏体不锈钢是因为它在常温下是稳定的奥氏体组织。
奥氏体组织具有面心立方(FCC)的晶体结构,具有众多的滑移系,因此冷加工能力特别的好。
当前我国常用奥氏体不锈钢的牌号有40多个,奥氏体不锈钢具有高塑性韧性、抗腐蚀性、冷加工能力以及无磁性,但是强度偏低。
奥氏体不锈钢主要有200、300和超级不锈钢三大系列, 300系列不锈钢是国内最常用的奥氏体系列不锈钢,是以18-8(304奥氏体不锈钢,又称18-8)为基础发展起来的,在304奥氏体不锈钢的基础上增加Ni的含量就能够生成305不锈钢,为了提高不锈钢的抗点蚀能力常在305不锈钢的基础上加入MO制造出316、317不锈钢，321不锈钢是在305的基础上加入了Ti,目的就是提高抗晶界腐蚀性及高温强度。
对于奥氏体不锈钢这种应用广泛的材料，它不仅具有高的耐蚀性、塑性和良好的可焊性,而且经过锻造、挤压后强度可以成倍提高。
正因为如此，许多研究者研究了奥氏体不锈钢的变形行为,其中尤以冷变形和温变形研究得较多，本文中，将通过举例对常见的3种奥氏体不锈钢（304奥氏体不锈钢、316LN不锈钢和321奥氏体不锈钢）的高温变形进行系统的分析。
主要通过热模拟试验机研究不锈钢单道次高温时的动态再结晶，得到热变形条件下的真应力-真应变曲线，结合显微组织分析，得出动态再结晶规律和流变应力。
2、金属材料的热变形行为
热变形是指在钢的再结晶温度以上进行的加工过程。
不同变形温度及应变速率下的流变曲线是研究热变形条件下金属材料力学行为的主要内容之一。
在热变形过程中，加工硬化与软化过程同时进行，并且决定了此时材料的变形抗力。
通常，变形过程的软化取决于钢的动态回复和动态再结晶过程。
2.1 基本概念
动态回复：
动态回复是在热加工过程中伴随发生的回复过程。
对于层错能较高的材料,在热加工过程中,位错易发生交滑移和攀移,在热变形时容易发生动态回复。
而对于层能较低的材料,如奥氏体不锈钢则不易发生动态回复。
第Ⅰ阶段—微应变阶段:应力增加很快,但应变量不大(小于1%),加工硬化开始出现。
第Ⅱ阶段—均匀变形阶段:曲线的斜率逐渐下降，金属材料开始均匀塑性变形，即开始流变，并发生加工硬化，且随加工硬化作用的加强,开始出现动态回复并逐渐加强,其造成的软化逐渐抵消加工硬化作用,使曲线的斜率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。
第Ⅲ阶段—稳态流变阶段:在达到第三阶段后，即可实现持续形变。
表现为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化达到动态平衡,流变应力不再随应变的增加而增大,曲线保持水平状态。
达到稳态流变时应力值与变形温度和应变速率有关,增高变形温度或降低应变速率,都将使稳态流变应力降低。
动态再结晶：
再结晶是新的无畸变晶粒形核及长大的过程。
再结晶晶核通常在局部变形程度较高的大角度晶界处优先形核,通过消耗掉周边的畸变能来实现长大。
直到全部变形晶粒均被再结晶晶粒占据后,再结晶过程就完成了。
为了与静态再结晶进行区分，将在热加工过程中发生的再结晶称为动态再结晶。
对于低层错能金属（如Cu，Ni，γ-Fe，不锈钢等），由于它们的扩展位错宽度很宽，难以通过交滑移和刃型位错的攀移来进行动态回复，因此发生动态再结晶的倾向性大。
[1]陆世英,张廷凯,康喜范等.不锈钢[M].7北京:原子能出版社,1998:62一63.。