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改型SUS403马氏体不锈钢的热加工工艺
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-05-20
403(改型)马氏体不锈钢，即在原403钢成分的基础上调整部分元素的范围，成分类似于国内的1Cr13钢，是目前核电大锻件的主要材料之一，常用于对堆内构件压紧弹簧的制造。
403(改型)马氏体不锈钢，即在原403钢成分的基础上调整部分元素的范围，成分类似于国内的1Cr13钢，是目前核电大锻件的主要材料之一，常用于对堆内构件压紧弹簧的制造。堆内不锈钢构件是影响反应堆寿命的心脏部件，要求材料必须具有极高的均匀性和纯净度、优良的高温性能和耐蚀性能以及强烈的抗中子辐照脆化敏感性。鉴于堆内不锈钢工作环境特殊，因而生产技术要求十分苛刻，而热锻成形是生产中的关键环节。近年来，基于动态材料模型(DMM)的热加工图技术被广泛用于优化材料的热加工性能。利用热加工图不仅可以获得优化的热加工工艺参数，还可避免热加工中的失稳流变产生，进而获得所需要的组织和性能，并使得热加工重复性好，实现组织与性能的控制。
选用某公司制造的403(改型钢)，利用Gleeble-3180试验机进行热压缩试验来模拟材料在锻造过程中的组织和性能变化规律，并制作出相应的热加工图，再结合403钢本身的一些特有属性，最后得出该钢优化的热加工工艺，以期对压紧弹簧实际锻造工艺的制定提供理论参考。
试验材料选用改型403马氏体不锈钢，材料为退火态，将其加工成Φ8mm×12mm的标准试样。利用Gleeble-3180试验机进行单向压缩试验，热变形工艺参数指定如下：变形温度为900、1000、1100、1200℃;真应变为0.69;应变速率分别为0.017、0.17、1.7s-1。试样以5℃/s的速度加热到1200℃完全奥氏体化区域，保温5min，使碳化物充分溶解后，以5℃/s的速度冷却到不同的变形温度，然后分别在各个应变速率和变形温度下进行压缩变形。变形后将试样放入水中快速冷却。制样时采用苦味酸、盐酸和酒精的混合溶液进行腐蚀，并在光学显微镜下观看金相组织。试验结果表明：
(1)在Gleeble-3180热模拟机上进行的热压缩试验，获得了403(改型)钢的真应力-应变曲线。变形温度越低，应变速率越高，变形抗力越大，越不容易发生动态再结晶。
(2)随着变形温度的升高，应变速率的降低，403(改型)钢的能量耗散效率越大，金属的高温流动性越好，再结晶晶粒的尺寸越大且趋于均匀，同时越容易产生铁素体。
(3)综合各种因素，推荐一种热加工优化工艺：1050～1190℃温度区间内变形，同时应变速率应控制在0.1s-1以下。
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