通過壓縮試驗(yàn)研究了17－4不銹鋼的熱變形行為。在獲得的流變曲線中不僅觀察到了典型的單峰動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（DRX）行為，還觀察到了單峰和多峰（循環(huán)）行為之間的轉(zhuǎn)變狀態(tài)。討論了利用本構(gòu)方程確定熱加工常數(shù)。因此雙曲正弦方程式中的變形活化能和應(yīng)力倍增分別確定為337kJ/mol和0.011。基于乘冪關(guān)系的峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變的Zener-Hollomon參數(shù)（Z）冪分別確定為0.18和0.11。發(fā)現(xiàn)引發(fā)DRX的歸一化臨界應(yīng)力和應(yīng)變分別為0.89和0.47。研究熱變形試樣的顯微組織，通過對(duì)馬氏體進(jìn)行電解腐蝕揭示了原奧氏體晶界（PAGB）。由于項(xiàng)鏈DRX機(jī)理，發(fā)生了顯著的晶粒細(xì)化。根據(jù)指數(shù)分別為－0.25和-1.24的功率方程17一4ph圓棒材料多少錢一公斤，平均動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒度與Z參數(shù)和峰值有關(guān)。為了表明變形條件對(duì)產(chǎn)生DRX的影響和對(duì)更終晶粒度的影響，我們繪制了DRX圖。

　　通過對(duì)顯微組織的了解可推斷出材料的性能。相和缺陷的狀態(tài)、尺寸、分布和取向是顯微組織的重要特征。在它們中間，諸如確定晶粒組織的晶界等缺陷非常重要。兩項(xiàng)獨(dú)立的研究：Hall對(duì)影響各種鋼機(jī)械性能的因素的研究和Petch對(duì)影響各種鋼脆性疲勞因素的研究，導(dǎo)致產(chǎn)生了的Hall-Petch關(guān)系，它從數(shù)學(xué)方面說明了晶粒尺寸與強(qiáng)度之間的依賴關(guān)系。眾所周知，晶粒尺寸細(xì)化是在保持延展性同時(shí)增加強(qiáng)度的方法。

　　然而在許多材料中，如鋼中的奧氏體相，DRV的動(dòng)力低，僅靠DRV無法抵消加工硬化。結(jié)果，由于應(yīng)變位錯(cuò)密度逐步增加，更終在變形過程中發(fā)生再結(jié)晶。DRX是熱變形工藝中更為重要的軟化機(jī)理之一，對(duì)顯微組織和晶粒尺寸有顯著的影響?；谶@一特點(diǎn)，本文重點(diǎn)論述了壓縮過程中17－4PH不銹鋼的（AISI630）的顯微組織變化和DRX造成的晶粒細(xì)化。

　　17－4PH不銹鋼比其它任何類型的沉淀硬化（PH）不銹鋼都常見。由于該鋼種在沒有嚴(yán)重降低延展性的同時(shí)提高強(qiáng)度，耐腐蝕性能優(yōu)于同等強(qiáng)度的其它鋼種，所以深受設(shè)計(jì)和工程技術(shù)人員的青睞。該鋼種的熱變形處理工藝，如鍛造，是在奧氏體相穩(wěn)定的溫度范圍進(jìn)行的。由于17－4PH不銹鋼中奧氏體的堆垛層錯(cuò)能低，熱變形過程中主要恢復(fù)過程是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶（DRX）。在我們查閱文獻(xiàn)時(shí)，沒有查到任何有關(guān)這種重要工程合金DRX顯微組織的資料。而且，還要指出，有關(guān)PH不銹鋼晶粒細(xì)化的文獻(xiàn)也有限。

　　試驗(yàn)材料和步驟

　　2.1熱壓縮試驗(yàn)

　　表1所示為本研究所用17－4PH不銹鋼的化學(xué)成分。熱壓縮試驗(yàn)所用試樣為直徑5mm，高度10mm的圓型試樣，試樣為Rastegaev形狀，裝有用作鉆座和試樣的接觸表面潤(rùn)滑材料的玻璃粉。利用BaehrDIL－805熱膨脹儀進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn)。在試驗(yàn)開始前，試樣在1180℃的溫度進(jìn)行奧氏體化10min，然后保溫5min。該工藝后，奧氏體晶粒的尺寸為D0105μm（見圖1（a）所示）。然后，在0.9左右的真應(yīng)變情況下，以10－3～10s-1的應(yīng)變率17一4ph圓棒材料多少錢一公斤，在950～1150℃的溫度進(jìn)行單一熱壓縮試驗(yàn)。

　　2.2金相學(xué)

　　本研究中所用的17－4PH不銹鋼的顯微組織在馬氏體基體中不含δ－鐵素體纖維狀?yuàn)A雜物。這可能歸因于鉻和鎳含量分別接近于更?。?5＜wt%Cr＜17.5）和更大允許值（3＜wt%Ni＜5）。該合金的化學(xué)成分屬于15－5PH不銹鋼范疇，是17－4PH無鐵素體型的不銹鋼。

　　2.3制備流變曲線

　　在去掉彈性部分后，為摩擦校正了各個(gè)流變曲線，然后，進(jìn)行平滑處理，消除凸凹和起伏，如下所述。

　　在熱壓縮試驗(yàn)中使用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑可顯著地降低摩擦，但無法徹底消除摩擦。因此，為了形成摩擦校正的數(shù)據(jù)，應(yīng)在原應(yīng)力數(shù)據(jù)中考慮摩擦的影響。Ebrahimi和Najafizadeh根據(jù)上限理論提出了確定摩擦常數(shù)（m）用的鼓型壓縮試驗(yàn)的簡(jiǎn)化理論分析。所需的表達(dá)式如下：

　　式中，σ為校正過的真應(yīng)力；P為壓縮中向試樣施加的外部壓力（未校正的應(yīng)力）；b為鼓參數(shù)；m為摩擦常數(shù)；R和H分別為試驗(yàn)過程中試樣的半徑和高度（應(yīng)變相關(guān)的變量）；R0和H0分別為試樣半徑和高度的初始值；Hf是變形試樣的高度；RM為變形試樣中間高度的半徑；Rf為變形后試樣的平均半徑。值R0、H0、Hf和RM是利用變形前后試樣測(cè)量的，而值RT、Rf、b和m是利用公式（2）計(jì)算的。然后，根據(jù)公式（1）和R和H對(duì)應(yīng)變的依賴關(guān)系，計(jì)算了值σ。表3所示為摩擦校正的計(jì)算結(jié)果。從該表可看出，通過降低變形溫度和增加應(yīng)變速率，摩擦變得越來越有效。在摩擦校正曲線中這一點(diǎn)更為明顯，見圖2（a）所示。這些數(shù)字還表明，在應(yīng)變值較大時(shí)摩擦的影響更明顯，特別是在峰值應(yīng)力點(diǎn)后更是如此。人們習(xí)慣上根據(jù)流變曲線中的應(yīng)力峰值來確定是否存在DRX。然而，并不是所有的材料都在熱加工條件下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)顯示明確的峰值。Ryan和McQueen與Poliak和Jonas表明，從應(yīng)變硬化率與應(yīng)力曲線中的曲折變化可檢測(cè)到DRX的開始。關(guān)于真應(yīng)變的真應(yīng)力的導(dǎo)數(shù)得出加工硬化率，θ（公式（3））17一4ph圓棒材料多少錢一公斤。因此該技術(shù)要求對(duì)應(yīng)力－應(yīng)變曲線進(jìn)行微分計(jì)算，然而流變曲線中的短程噪音無法顯示這種微積分（如圖2（b）所示）。為了解決這一問題，對(duì)流變應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正來消除試驗(yàn)曲線中的不規(guī)則和波動(dòng)（圖2（c）），使它們可進(jìn)行微分計(jì)算（圖2（d））。

　　編譯自《ISIJInternational

　　周保倉(cāng)編譯

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