含稀土節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼的晶粒演化及大口徑厚壁管擠壓工藝模擬.pdf_第1頁(yè)
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1、奧氏體耐熱不銹鋼管材在大型壓力容器、電站鍋爐、石油化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域均對(duì)耐熱不銹鋼管提出了大容量高參數(shù)化的要求,極大推動(dòng)了新型奧氏體耐熱鋼的研制,特別是對(duì)其大口徑厚壁管材需求迫切。然而,奧氏體耐熱鋼大口徑厚壁管自身材質(zhì)的合金化程度高,導(dǎo)致其熱加工工藝窗口窄,而且由于規(guī)格大,在熱加工制造過(guò)程中容易出現(xiàn)粗晶、混晶等組織缺陷影響其性能。因此,合理選擇熱加工工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)晶粒組織控制,以獲得均勻細(xì)小的晶粒組織滿足高性

2、能要求是奧氏體耐熱鋼大口徑厚壁管熱加工制造亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
  本文的研究對(duì)象為一種新型含稀土節(jié)鎳奧氏體耐熱鋼21Cr-11Ni-N-Ce,其通過(guò)稀土元素鈰和氮元素微合金化,在降低Ni含量的同時(shí),仍能獲得優(yōu)于310(25Cr-20Ni)奧氏體耐熱不銹鋼的高性能,是一種高附加值資源節(jié)約型耐熱不銹鋼。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于該類材料的研究主要集中在高溫服役性能,關(guān)于其熱加工過(guò)程中的晶粒組織演變規(guī)律仍然不明,尤其是經(jīng)大變形后的亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行

3、為以及晶粒長(zhǎng)大行為的研究還少有涉及。
  本文通過(guò)在Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了21Cr-11Ni-N-Ce耐熱鋼的雙道次和單道次等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn),研究了變形溫度950℃~1150℃、應(yīng)變速率0.1s-1~10s-1,道次間保溫時(shí)間在0.5s~30s范圍的亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為。獲得了不同工藝條件下的晶粒組織演變特征以及力學(xué)行為的響應(yīng)規(guī)律,并建立了亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型和晶粒尺寸預(yù)測(cè)模型。通過(guò)在熱處理爐上進(jìn)行加熱保溫試驗(yàn),

4、研究了21Cr-11Ni-N-Ce耐熱鋼變形后,經(jīng)1000℃~1200℃范圍內(nèi)加熱,保溫3min~120min后晶粒粗化行為,獲得了加熱溫度和保溫時(shí)間對(duì)晶粒尺寸的影響規(guī)律,建立了晶粒長(zhǎng)大的數(shù)學(xué)模型。這些結(jié)果為實(shí)際熱加工工藝提供了數(shù)據(jù)支撐和參考。
  另一方面,利用DEFORM-2D有限元模擬平臺(tái),從晶粒組織控制角度研究了21Cr-11Ni-N-Ce耐熱鋼大口徑厚壁管的熱擠壓成形工藝。通過(guò)利用Fortran語(yǔ)言對(duì)DEFROM-2D進(jìn)

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