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028镍基耐蚀合金热变形行为及加工图研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-04-07
镍基耐蚀合金028是一种含超低碳、高铬以及适量钼和铜的铁-镍基耐蚀合金。该合金呈单一的奥氏体组织，是一种理想的抗强酸腐蚀的合金。
镍基耐蚀合金028是一种含超低碳、高铬以及适量钼和铜的铁-镍基耐蚀合金。该合金呈单一的奥氏体组织，是一种理想的抗强酸腐蚀的合金。近年来由于大量酸性油气田得到开发，已有的不锈钢系列油井管如9Cr、13Cr油井管已不能适应高含H2S和CO2的综合腐蚀环境，而028合金有优良的耐腐蚀性能，如一般腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀。因此，在油气田开发、化学加工等工业中作为油井管得到了广泛应用并获得好评。然而，因为它具有较高的流变应力，028合金高温时热塑性比较差，必须采用热挤压工艺进行热加工。热挤压工艺选择不当，对后续的加工过程产生不利影响。因此，选择合理的热挤压工艺对后续的加工以及合金的耐蚀性能有十分重要的影响。
028合金作为典型的油井管用耐蚀合金，国内外对其腐蚀性能研究的较多。但目前028合金在热变形过程的流变应力本构关系和组织演变规律及加工图研究较少。因此研究028合金的热变形行为及加工图，对于正确选择热挤压工艺参数具有积极的指导意义。
实验材料采用电弧炉加炉外氩氧精炼加电渣重熔冶炼工艺生产的028耐蚀合金。通过线切割将锻态028合金加工成尺寸为Φ8mm×12mm的圆柱试样。恒温热压缩试验在Gleeble-1500热模拟试验机上进行。试验温度为：1120、1150、1180、1200和1220℃；应变速率为：0.1、1和10s-1。所有试样的高度压缩率均控制在60%（真应变接近0.85）左右。加热阶段试样的升温速度为10℃/s，保温120s后压缩变形，变形后立即水冷。为减少压缩过程摩擦和温度变化对试验的影响，预先在压头和试样两端接触处夹一层石墨进行润滑，并在试样表面焊上热电偶以补偿试样表面温度的变化。对变形后的试样，利用线切割沿压缩轴线剖开，机械抛光后将试样放入10mL浓硫酸+2.5gKMnO4 +90mL水溶液中，加热到约80℃后煮6～10min，观察热变形后的组织。试验结果如下：
（1）028合金在高温变形过程中满足双曲正弦函数的本构关系，建立的本构方程能较好地预测028合金在热变形中的峰值应力。
（2）在热变形过程中028合金微观组织会发生动态再结晶现象，再结晶的形成主要是通过新晶粒覆盖原有晶粒，然后新晶粒逐渐长大和扩展，最后全部形成新的稳态再结晶晶粒。动态再结晶体积分数随变形温度的升高而增加，动态再结晶平均晶粒尺寸随着变形温度的升高和应变速率的增加而分别增大和减小。
（3）028合金在热变形中存在两个发生动态再结晶的区域，即应变速率范围是0.1～1s-1，温度范围分别是1120～1160℃和1180～1220℃；热加工中的危险区温度范围是1200～1220℃，应变速率范围是1～10s-1；热变形中的失稳区温度范围是1120～1150℃，应变速率为10s-1；028合金最佳的热挤压工艺变形温度为1200℃，应变速率为1s-1。
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