博一建材讯:9Cr低活化马氏体钢是未来商用聚变堆候选结构材料之一,其室温和高温力学性能及辐照性能已得到广泛研究。为降低运行成本,需提高反应堆的工作温度和运行寿命,因此必须提高结构材料的高温强度和韧性。通过形变热处理和细化晶粒能有效改善9Cr低活化马氏体钢的高温力学性能和韧性,达到强度和韧性优化的目的。但9Cr低活化马氏体钢的热变形行为研究并不多见,给了解热变形过程和控制材料显微组织带来很多困难。研究材料热变形行为的主要目的是寻求合适的热变形工艺参数,如变形温度、变形速率和变形量,通过合理控制这些工艺参数,把握材料热变形过程中显微组织变化,从而达到改善材料综合性能的目的。
北京科技大学核材料研究所的研究人员采用热压缩模拟试验,对9Cr低活化马氏体钢高温变性行为进行了研究,并用金相显微镜观察了相应显微组织的变化。热压缩试验试样取自自制9Cr低活化马氏体钢退火棒材,其化学成分(质量分数)为:C0.10%,S0.12%,Cr9.30%,W2.22%,V0.052%,Mn0.46%,Ta0.05%,N0.043%,Ti0.0056%,Fe为余量。试样直径为8mm,长为15mm。在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行等温-恒应变速率压缩试验,变形温度为950~1200℃,间隔为50℃,恒应变速率分别为10-2、10-1、100和10-1s-1。在试样半高度外表面焊接镍铬镍铝热电偶以测量和控制温度,为减少试样温度的不均匀性及与压头之间的摩擦和黏结,在试样和压头之间放置石墨-Ta箔进行隔离和润滑。热压缩模拟试验研究结果发现:
通过热模拟压缩试验确定了9Cr低活化马氏体钢在真应变量为0.15~0.8的热变形本构关系,所得到的本构模型与试验数据能较好地吻合,满足工程计算要求。
利用真应力-真应变曲线、θ-σ曲线和dθ/dσ-σ曲线准确地确定材料的峰值应力σp、临界应力σc、峰值应变εp和临界应变εc值,回归得出其与参数Z的关系。
回归得到了9Cr低活化马氏体钢动态再结晶晶粒大小与参数Z的关系。(余冶)
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