至德钢业（06Cr25Ni20）310S不锈钢的热压缩变形行为

  浙江至德钢业有限公司采用Gleeble-3500热模拟机研究了（06Cr25Ni20）310S不锈钢在变形温度为950～1200℃，应变速率为0.5～50 s-1条件下的热压缩变形行为。通过线性回归分析确定（06Cr25Ni20）310S不锈钢的应变硬化指数以及变形表观激活能，获得06Cr25Ni20（310S）不锈钢高温条件下的流变应力本构方程，并验证该流变应力本构方程的准确性。研究结果表明，（06Cr25Ni20）310S不锈钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶，流变应力随应变速率的增加而增加，随温度升高而降低。

  金属材料热变形工艺在当今钢铁加工制造过程起着非常重要作用，它对保证材料的性能、组织等起着至关重要作用。各种金属的高温变形特征，尤其是高温条件下流变应力模型的建立成为人们研究的热点。至德钢业曾经对高温合金、铝合金、310S不锈钢等进行过研究，结果为各类金属材料的热加工工艺的制定提供了很好的理论依据。

 （06Cr25Ni20）310S不锈钢简称2520（310S）不锈钢，它是一种奥氏体铬镍310S不锈钢，其化学成分是在以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素，由于其组织为面心立方结构，因而在高温下有高的强度和蠕变强度，可在高温下持续作业常用于制作各种炉用构件，最高工作温度1200℃，连续使用温度1150℃。

  至德钢业在Gleeble-3500热模拟机上，采用圆柱体高温压缩试验，对06Cr25Ni20高温合金的热变形行为进行研究，分析其高温变形时流变应力的变化规律，回归得到变形抗力模型，以期为06Cr25Ni20合金的热成型加工工艺的制定提供理论依据。

一、实验材料与方法

 浙江至德钢业有限公司采用的（06Cr25Ni20）310S不锈钢化学成分 (质量分数%)如下: 19.00～22.00 Ni，24.00～26.00 Cr，Si≤1.50，Mn≤2.00，C≤0.08，S≤0.03，P≤0.035，Fe余量。采用真空感应炉+电渣重熔冶炼，线切割成 8mm×12mm，在Gleeble-3500热模拟机上进行恒温-恒应变速率压缩实验。压缩前，钽片作为润滑剂放在样品和压头间，以减小试样与压头之间的摩擦影响。变形温度分别为:900、950、1000、1050、1100、1150℃，应变速率分别为:0.5、5、10、50 s－1，总应变量为80%。为了保证实验数据的可靠性，每个实验条件均做两次以上，选取规律较好的数据。Gleeble-3500热模拟机采用电阻加热，升温速率为10℃/s，升温至变形温度后保温5 min以使温度均匀化，热变形完成后水淬，以固定其高温组织。

二、结果与分析

 1. 真应力-真应变曲线

（06Cr25Ni20）310S不锈钢在高温变形时，其真应力-真应变(σ－ε)曲线随变形条件的不同而不同。图为（06Cr25Ni20）310S不锈钢在不同变形条件下的真应力-真应变曲线。图为典型的稳态流动型应力-应变曲线，图为典型的流变软化型应力-应变曲线。在图中流变应力首先随应变的增加而迅速升高，随后真应力达到一定值并趋于稳定，应力-应变曲线中没有明显的峰值应力。

  流变应力首先随应变增大而迅速增大，随后真应力达到一定的峰值然后开始逐渐下降，当应变达到一定值后，流变应力趋于稳定，并且随后变化不大。该组流变应力-应变曲线呈现出明显的动态再结晶特征。

三、结论

 1. （06Cr25Ni20）310S不锈钢的流变应力曲线主要以加工硬化和高温变形软化机制为主要特征，流变应力迅速升高，达到峰值后，逐步下降最后趋于稳定;

 2. 变形温度与应变速率对（06Cr25Ni20）310S不锈钢流变应力影响很大，即在恒定的变形温度下，流变应力随应变速率升高而增大;在恒定应变速率下，流变应力随变形温度升高而降低;

 3. 使用推导出的本构方程得到流变应力的预测值与实验值吻合较好，而且预测的最大相对误差均在5%以内，故此本构方程可以为310S不锈钢热加工工艺的制定提供理论依据。