熱變形中奧氏體不銹鋼裂紋的敏感性評價.pdf

1、奧氏體不銹鋼在熱變形加工過程中塑性較低，容易出現(xiàn)裂紋缺陷。本文針對304奧氏體不銹鋼鑄坯和焊縫的鑄態(tài)組織，提出了利用變截面試樣研究裂紋敏感性的方法，試樣的尺寸通過有限元模型得以確定;在Thermometer-W熱/力模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，研究了鑄坯和焊縫試樣斷裂后產(chǎn)生的裂紋，對其裂紋敏感性進(jìn)行評價;從力學(xué)解析的角度分析了裂紋產(chǎn)生的機(jī)制，并根據(jù)裂紋的形核位置探討了兩者出現(xiàn)區(qū)別的原因。
　　利用ABAQUS軟件建立高溫拉伸試驗(yàn)

2、的有限元模型，根據(jù)應(yīng)變量的梯度分布，確定的變截面試樣的尺寸為，變形區(qū)長15mm，寬11mm，厚度從10mm變化到4mm，最小厚度位于變形區(qū)長度的1/3處，可通過一個試樣確定給定溫度下產(chǎn)生裂紋的臨界應(yīng)變量。鑄坯和焊縫試樣分別取自連鑄坯和經(jīng)TIG堆焊的熱軋板的焊縫區(qū)。高溫拉伸試驗(yàn)在950～1200試驗(yàn)℃的溫度區(qū)間進(jìn)行，間隔為50℃。
　　對于鑄坯和焊縫試樣，當(dāng)變形量達(dá)到一定程度時，在各變形溫度下，試樣表面均會產(chǎn)生裂紋，且兩者產(chǎn)生裂紋的

3、最敏感的溫度區(qū)間相同，焊縫的臨界應(yīng)變量稍高于鑄坯。從力學(xué)解析的角度分析發(fā)現(xiàn)，鑄坯與焊縫所產(chǎn)生的裂紋，都與熱變形加工過程中的流變應(yīng)力有關(guān)。當(dāng)流變應(yīng)力超過臨界應(yīng)力時，將出現(xiàn)裂紋。因而，二者在熱變形加工過程中的裂紋屬于同一個類型。
　　對斷裂后試樣的金相組織進(jìn)行觀察可見，鑄坯和焊縫的裂紋形核位置不同。對于鑄坯試樣，在950℃時，裂紋的形核位置在鐵素體枝晶的枝干處;1050℃時，裂紋形核位置為奧氏體和鐵素體枝晶共存，經(jīng)過統(tǒng)計，兩種形核方式