應(yīng)變速率與溫度對316L(N)奧氏體不銹鋼拉伸變形與斷裂行為的影響
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316奧氏體不銹鋼具有良好的高溫機(jī)械性能與焊接性,與液鈉冷卻劑有兼容性,是鈉冷快堆(SFR)部件的主要結(jié)構(gòu)材料,但從總體上講,奧氏體不銹鋼的耐晶間應(yīng)力腐蝕裂紋性能較弱,尤其是當(dāng)其加…
316奧氏體不銹鋼具有良好的高溫機(jī)械性能與焊接性,與液鈉冷卻劑有兼容性,是鈉冷快堆(SFR)部件的主要結(jié)構(gòu)材料,但從總體上講,奧氏體不銹鋼的耐晶間應(yīng)力腐蝕裂紋性能較弱,尤其是當(dāng)其加工廠、倉儲地或電站位于沿海地區(qū)時。來自印度的科研人員對應(yīng)變速率與溫度對氮調(diào)質(zhì)低碳316L(N)奧氏體不銹鋼拉伸變形和斷裂行為的影響進(jìn)行了詳細(xì)研究。
拉伸試驗(yàn)的應(yīng)變速率范圍為3.16×10-5到3.16×10-3s-1,溫度范圍為300K到1123K(27℃到850℃),對試樣的均勻延伸量、斷裂延伸率以及面積收縮率進(jìn)行觀察。
結(jié)果表明,316L(N)不銹鋼與溫度相關(guān)的流變應(yīng)力/強(qiáng)度值、加工硬化速率和拉伸延性變化表現(xiàn)出三種不同的溫度狀況。當(dāng)溫度從300K(27℃)升至523K(250℃)時,試樣的流變應(yīng)力/強(qiáng)度值逐漸減小,隨著溫度的上升,在中等溫度時進(jìn)入平穩(wěn)期,達(dá)到峰值,然后當(dāng)溫度繼續(xù)升至高溫時,流變應(yīng)力/強(qiáng)度值突然快速增加。同樣的,拉伸塑性也從室溫起開始下降,至中間溫度時降到最低,繼續(xù)加熱至高溫時又開始快速上升。試樣以中等溫度為界,呈現(xiàn)出明顯的低溫與高溫鋸齒流變狀況。
動態(tài)應(yīng)變時效(DSA)的影響表現(xiàn)為,在低應(yīng)變速率條件下流變應(yīng)力/強(qiáng)度值的平穩(wěn)期/峰值更明顯,流變應(yīng)力/強(qiáng)度值的應(yīng)變速率敏感度為負(fù),以及在中等溫度時平均加工硬化速率和延性為最小值。試樣在所有試驗(yàn)條件下均發(fā)生穿晶斷裂。發(fā)生鋸齒流變、流變應(yīng)力/強(qiáng)度值和加工硬化速率達(dá)到平穩(wěn)期/峰值的溫度隨應(yīng)變速率的降低而降低。在高溫條件下,動態(tài)恢復(fù)的主要作用體現(xiàn)在,隨著溫度的上升和應(yīng)變速率的降低,流變應(yīng)力/強(qiáng)度值和加工硬化速率迅速下降,延性迅速增加。