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1、2001年8月西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報Aug.2001第19卷第3期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVol.19No.3一種新型奧氏體不銹鋼的塑性流變行為研究郭偉國(西北工業(yè)大學(xué)飛機工程系，映西西安710072)摘要:在起始實臉汪度從”K到1000K，應(yīng)變率從0.001/s到8300/s，并且使真實應(yīng)變超過40%條件下，對一種斷型的氮增強奧氏體不誘姻(AL6-XN)進行了大t的單軸壓縮實臉。結(jié)果表明，這種材料在77K低沮下的真實應(yīng)變可以達(dá)到400a，并且它的韌性隨巷沮度增加將會進一步顯著
2、提高;絕熱剪切帶或剪切破壞發(fā)生在大約296K注度以下;在較高沮度下，明顯的沮度依較性減弱反映其良好的壞接性能;動態(tài)應(yīng)變時效發(fā)生在準(zhǔn)靜態(tài)及沮度500K到1000K之間。最后，一個發(fā)展的Johnson-Cook本構(gòu)模型，在不考慮動態(tài)應(yīng)變時下枚成功的用于預(yù)瀏這種AL6-XN的流變應(yīng)力。關(guān)健詞:AL6-XN，應(yīng)變率，時效，本構(gòu)模型中圖分類號:TG14文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文童編號:1000-2758(2001)03-0476-04AL6-XN是一種特殊的氮增強奧氏體不銹鋼。1材料和試樣具有很高的強度、良好的韌性、可成型性和較好的抗腐蝕和抗高溫氧化能力
3、。不同于普通奧氏體不銹鋼，實驗用的AL6-XN的化學(xué)成分如表1所示。AI.6-XN的鎳和鑰含量更高。很高的鎳含量會改善衰1AL6-XN的主要合金含，(%)抓化物SCC(應(yīng)力腐蝕開裂)阻力，并且較高的鎳合CCrNiSiMnMoNCu金會改善奧氏體的穩(wěn)定性。而鑰和氮提供了優(yōu)良的0.02420.5623.840.360.416.210.2130.2坑蝕，裂縫腐蝕阻力，它的抗晶界腐蝕能力高于304L和306L不銹鋼。AL6-XN是通過固溶硬化而為了降低由機械加工引起的殘余應(yīng)力，所有回不是時效硬化(不是通過熱處理硬化或強化)獲得較柱型試樣(直徑
4、和高度均為3.8mm)是通過線切割高的強度。因此，即使厚壁件焊接，這種AL6-XN合機加工而成，通過對未加載試樣的微觀檢查，證明試金材料也保持不變的強度。AI.6-XN作為一種很有樣初始的微觀結(jié)構(gòu)是均勻的，并且初始晶粒尺寸具潛力的特殊奧氏體不銹鋼，被應(yīng)用于那些不但要求有高的焊接強度，而且存在嚴(yán)重庸蝕問題的領(lǐng)域，例有大約40fem,如，各種大型船體結(jié)構(gòu)，海上平臺等等。應(yīng)變率和溫度對普通奧氏體不銹鋼強度的影響2低、高應(yīng)變率實驗研究較多，,l.對AL6-XN塑性流變影響研究卻很少報道本文研究AL6-XN的塑性流變行為，在很寬Instron液
5、壓伺服實驗機主要用于進行應(yīng)變率的溫度和應(yīng)變范圍內(nèi)，進行了系統(tǒng)的壓縮實驗。結(jié)合是0.001/s和。.1/。的實驗，當(dāng)進行”K溫度實驗實驗結(jié)果，在忽略了動態(tài)應(yīng)變時效后，檢查時，直接把試樣和夾具裝置沉浸在液氮中。商強石英Johnson-Cook本構(gòu)模型的參數(shù)。最終獲得一個修改燈爐用于高沮實驗，采用熱電偶側(cè)t沮度并保持誤的Johnson-Cook本構(gòu)模型。差在士2℃.試樣的變形是通過試驗機的LVDT來收稿日期2000-02-28作者簡介:鄰偉國(1980-).西北工業(yè)大學(xué)副教授，主要從事材料本構(gòu)關(guān)系的研究.萬方數(shù)據(jù).477.第3期郭偉國一種新
6、型奧氏體不銹鋼的塑性流變行為研究獲得的。在實驗前，試驗機的LVDT被標(biāo)定并且和式中·p'=7.947g/cm'是AL6-XN的質(zhì)量密度.<^y標(biāo)泌的引伸計結(jié)果進行比較。=0.5J/gK是溫度依賴的室溫比熱，7是真實塑性UCSD(UniversityofCalifornia.SanDiego)的應(yīng)變，r是真實塑性流變應(yīng)力在單軸變形中單位體可恢復(fù)Hopkinson壓桿系統(tǒng)[al主要用于進行應(yīng)變率積的塑性功等于真實應(yīng)力應(yīng)變曲線下的面積。在是超過1000/s的實驗。該Hopkinson壓桿系統(tǒng)可1998年，Kapoor和Nemat-Nasse
7、rE43通過對幾種材以有效的控制應(yīng)變率和應(yīng)變，并可進行高溫實驗。該料的實驗研究得到，對較大的塑性變形。當(dāng)應(yīng)變等于系統(tǒng)和普通的Hopkinson壓桿系統(tǒng)的區(qū)別在于:①或超過2%,9可取為1。通過對其它幾個bcc多晶體它可以消除跟在壓縮人射波后的拉伸波，這個性能金屬的研究，這個同樣得到證實〔卜叼。本文也設(shè)9--避免了試樣受到兩次沖擊壓縮(通常，這個拉伸波會1.再次反射成壓縮人射波)。②在進行高溫實驗時，保2和3號試樣首先在初始室溫(22.4'C)下被加持人射桿和透射桿遠(yuǎn)離試樣，僅直接對試樣加溫.由載到26%的應(yīng)變。它們的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線用
8、實線于沒有附加的第二次沖擊壓縮，使這個系統(tǒng)同樣可表示。這些曲線與1號試樣應(yīng)力應(yīng)變曲線相重疊。表以在高應(yīng)變率和各種溫度下進行等溫實驗。明了實驗結(jié)果具有良好的重復(fù)性。通過方程(1)的計算得到，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到26%時溫升是68'C
