铸态超级双相不锈钢S32750热加工性能

超级双相不锈钢S32750是第3代双相不锈钢的典型代表，其PREN值可达到42，因而耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优良，在远洋、石油化工行业得到广泛应用。此钢的显微组织具有比较理想的α/γ约为50/50的双相结构。由于氮含量高，在1300℃以下钢的相比例不会发生明显变化。但由于两相的强度、塑性的不同以及变形行为的差异，不恰当的热加工工艺会导致在相界产生裂纹，导致热塑性下降。所以，通过高温拉伸和压缩试验对工业铸态S32750的热变形行为及显微组织进行研究，并建立热变形本构方程，以期为该钢种的热轧工艺优化提供一定的理论依据。

　　试验用材料来自国内某钢铁公司生产的S32750超级双相不锈钢连铸坯，其主要化学成分见表1。在Gleeble-3800热/力模拟试验机上进行高温拉伸试验和高温压缩试验。高温拉伸试样沿连铸坯拉坯方向取样，试样尺寸为Φ10mm×120mm。将高温拉伸试样以10℃/s升至1230℃，保温5min，然后以5℃/s降至试验温度（900～1230℃），保温30s进行应变速率为5s-1的拉伸变形，完成后在LEO438VP型扫描电镜下观察拉伸断口。高温压缩试样沿连铸坯厚度方向且垂直于轧制方向取样，尺寸为Φ8mm×12mm。试验过程中减少摩擦对应力状态的影响，在压缩试样两端涂石墨和加钽片。将试样以10℃/s升至1230℃，保温5min，然后以5℃/s降至试验温度（900～1230℃），保温30s后进行不同应变速率（0.1、1、10、25s-1）、真应变为1的压缩变形，变形完成后立即对试样水淬，在Leica金相显微镜下观察显微组织。

　　表1  S32750双相不锈钢的化学成分（质量分数，%）     

　　结果表明，S32750在1000～1200℃ 范围内具有较好的热塑性。在变形温度较低、变形速率较低时，流变曲线表现出不同于单相不锈钢的“类屈服平台”特征；当应变速率较高或变形温度较高、应变速率较低时，流变曲线为典型的动态再结晶特征。微观组织演变显示，铁素体和奥氏体两相都发生动态再结晶，且铁素体的再结晶先于奥氏体。降低应变速率，提高变形温度，可促进动态再结晶发生。基于热变形动力学模型建立了本构方程，表观应力指数为3.99，热变形激活能为393.75kJ/mol。S32750的高温软化机制与Zener-Hollomon（Z）参数有关，随Z参数增加，热变形峰值应力增加。