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改型403 钢热加工工艺的优化

原文作者:
  李荣斌,王良龙,廖郁国,金曼
发布时间:
  2014-08-20
来    源:
  上海电机学院机械学院,上海大学材料科学与工程学院
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摘要: 利用Gleeble-3180 热模拟机对403(改型)钢进行了热压缩实验,绘出了其真应力—真应变曲线,并研究了在不同变形温度和应变速率条件下材料的动态再结晶规律。推荐一种热加工优化工艺:1050~1190℃区间内变形,同时应变速率应控制在0.1s-1 以下,以确保高的能量耗散效率,金属稳态流动,尺寸均匀的再结晶晶粒以及高温压缩时少量的δ 铁素体。
    403(改型)马氏体不锈钢,即在原403 钢成分的基础上调整部分元素的范围, 成分类似于国内的1Cr13 钢,是目前核电大锻件的主要材料之一,常用于堆内构件压紧弹簧的制造。堆内不锈钢构件是影响反应堆寿命的心脏部件, 要求材料必须具有极高的均匀性和纯净度、优良的高温性能和耐蚀性能以及强烈的抗中子辐照脆化敏感性。鉴于堆内不锈钢工作环境特殊,因而生产技术要求十分苛刻,而热锻成形是生产中的关键环节。近年来, 基于动态材料模型(DMM)的热加工图技术被广泛应用于优化材料的热加工性能。利用热加工图不仅可以获得优化的热加工工艺参数, 还可避免热加工中的失稳流变产生, 进而获得所需要的组织和性能, 并使得热加工重复性好, 实现组织与性能的控制。国外对热加工图的研究可参考文献[1]。然而,国内外关于利用热加工图来探403 马氏体不锈钢最优热加工工艺的报道较少。因此,本文选用企业自制的403(改型)钢, 利用Gleeble-3180 试验机进行热压缩实验来模拟材料在锻造过程中的组织和性能变化规律, 并制作出相应的热加工图, 再结合403 钢本身的一些特有属性,最后得出该钢优化的热加工工艺,以期对压紧弹簧实际锻造工艺的制订提供理论参考。
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