大多数304不锈钢最终以板材的形式应用。因此,上一章中研究的高Al304不锈钢是否具有良好的热加工性能对其大范围应用至关重要。根据第二章实验结果,本章实验选取了1.52wt%Al304不锈钢铸坯作为研究对象,研究将其热轧加工后的组织及组织演化机制。

热轧制过程将铸态粗大晶粒破碎的同时,还伴随着组织中各组成相发生动态回复或动态再结晶。因此,热轧加工过程中,原始铸态组织将发生显著变化,从而々影响材料性能。轧制过程主要受两类因素影响:一、金属的化学成分和组织状态以及热力学条件,即变形温度、变形速度和变形程度;二、影响应力状态条件的因素,包括轧件及轧辊几何尺寸因素、摩擦润滑等等。根据第二章实验结果,相对于304不锈钢,1.52wt%Al304不锈钢的化学成分及组织状态发生明显变化,奥氏体+铁素体双相共存组织使1.52wt%Al304不锈钢的热轧变形过程变得较为复杂。

金属热轧变形过程是硬化与软化竞相发生的过程。从软化的角度,传统理论认为,高温变形过程中,铁素体相层错能较高,位错易〖通过攀移或滑移的方式运动其软化机制以动态回复为主,而奥氏体相层错能较低,变形过程产生的位错造成塞积,诱发再结晶晶粒形核,其软化机制为动态再结晶。然而,近年来有些学者提出了不同的看法。Fan[106]等人研究认为,铸态2205双相不锈钢热变形过程中奥氏体、铁素体两相的软化机制分别为动态回复和动态再结晶。邹德宁等人研究了00Cr23Ni4N的热变形行为认为,在给定的温度和变形速率下,奥氏体和铁素体均发生了动态再结晶。刘妍彦等人认为2101双相不锈钢热变形过程中,主要的软化机制是铁素体和奥氏体的连续动态№再结晶。因此,本章实验通过研究不同轧制温度、轧制变形量对1.52wt%Al304不锈钢组织的影响,揭示其轧制态组织演※变与轧制参数的关系及轧制参数不变,Al含量对304不锈钢轧制态组织的影响规律及作用机制。为1.52wt%Al304不锈钢加工为热轧板材应用提供理论和实验依据。

实验过程

将第二章制备的1.52wt%Al304不锈钢铸坯表面进行打磨,去掉表面的氧化皮,利用线切割制备35mm×40mm×(5.5~6mm的试样,利用MR350手动轧机进行轧制,轧机如图3.1所示。

将轧制试样分别加热到1100℃、1150℃和1200℃开轧,轧制道次为20~25次,每道次之间保温10~15min,轧制前后不锈钢的总变形量约为50%,最终得到厚度为2.6~2.8mm的【板材试样,如图3.2所示。轧制好的试样加热到1050℃,保温30min,水淬。为研究轧制变形量对1.52wt%Al304不锈钢组织的影响↓规律,将切割好的1.5wt%Al304不锈钢加热到1100℃开轧,轧制变形量分别为30%50%70%;将切割好的2wt%Al304不锈钢试样加热到1150℃开轧,轧制变形量分别为30%50%70%。将上述热轧态试样加热到1050℃,保温30min,水淬。然后沿轧制方向切开试样,在距离中心1/3处取样,利用OMSEMTEM进行组织表征。OMSEMTEM样品的制备同第二章。