SAP91合金钢管现货规格SA-P91合金管耐热合金钢
利用单道次、双道次热压缩试验研究铸态P91合金钢在热变形后的动态、静态、亚动态再结晶行为,探索不同变形温度、应变速率、变形量对静态、亚动态再结晶的影响并建立静态、亚动态再结晶动力学方程。研究得出:热变形结束后,静态再结晶率随变形温度、变形量及应变速率的增大而增大;亚动态再结晶率与变形温度、变形量和应变速率呈单调递增,并最终趋于稳定。以真应变为参数,铸态P91热变形后再结晶类型可按照真应变分为三种情况:当εεc时,道次间隔主要发生静态再结晶;当εcεεT时,同时发生静态、亚动态再结晶;当εεT时,主要发生亚动态再结晶。通过对双道次压缩试样的显微组织分析得出:相同变形条件下,亚动态再结晶晶粒比静态再结晶细小,再结晶晶粒随变形温度增加而增大,随应变速率增大而减小。
合金钢、不锈钢和难变形合金钢等材料的大口径厚壁无缝长管主要应用在核电、火力发电等高温承压部件和核心构件。伴随超临界、超超临界发电机组、石油化工、***航天等的发展,高性能、低成本的大口径厚壁无缝长管需求对生产技术和设备都提出了严苛的要求。而大口径厚壁无缝长管的生产和研究对于我国属于新的研究领域,相对于发达国家所垄断的先进技术,目前针对大口径厚壁管的技术创新研究势在必行[1-5]。传统厚壁管生产工序包括:合金冶炼浇注-切除料头-加热预墩粗-加热墩粗-加热穿孔-热挤压-校直、精加工[6];这种工艺生产流程长、效率低,加热次数多,不仅增加了设备投资、动力消耗,而且造成了材料、能源浪费,污染排放严重等。为此,李永堂等[7-8]提出一种短流程铸挤成形工艺,工艺流程为:合金冶炼-浇注空心筒形铸坯-铸坯高温脱模-补热、热挤压-校直、精加工。新工艺的核心是利用高温出模的空心铸坯直接挤压成形,因此存在着诸多技术挑战,其中的关键技术就是通过热挤压工艺参数的控制使金属从铸态筹备转变为锻态筹备,达到所需要的机械性能,进而实现“成形/成性”一体化调控。
材料在热变形过程的显微筹备变化直接影响较终产品的性能[9-11],对于短流程工艺的热挤压过程,需要通过控制挤压工艺参数来改变产品的微观筹备[12],提高机械性能。金属材料在热挤压过程中,回复、再结晶和加工硬化同时发生,挤压变形结束或后续加热过程中,材料仍处于高温状态,一般会发生静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大。材料在热挤压过程中除了发生动态再结晶外,还会产生亚晶结构使内能提高处于热力学不稳定状态,所以变形结束后金属筹备还会发生变化,研究金属在热挤压过程中及变形结束后的筹备演变规律具有重要意义。热变形过程中发生动态再结晶发生的条件[13-15]一般认为是应变达到临界应变εc,文献[16]认为:当εεc时,静态再结晶为变形后的主要结晶方式;此外PAGGI等[17]利用电子背散射衍射技术(Electronbackscattereddiffraction,EBSD),研究奥氏体不锈钢应变诱导的晶界迁移对静态、亚动态再结晶的影响,以及BAI等[18]通过研究Nb基合金钢亚动态再结晶行为,他们指出存在某一应变εT,当εεT时,合金钢主要发生亚动态再结晶;许多学者针对金属热变形过程中再结晶动力学进行研究[19-21],SERAJAZADEH[22]通过有限差分法建立亚动态再结晶模型,并推导出模型参数;ULLMANN等[23-24]则通过研究不同材料的亚动态再结晶行为,研究热变形条件对筹备、动力学的影响;王健等[25-28]利用不同的方法确定研究静态再结晶动力学模型。这些研究为再结晶动力学的推导和探索提供了参考和基础。
本文研究材料为大口径厚壁无缝长管常用材料P91合金钢,P91合金钢在国产化研究中的主要侧重方向为材料形变强化[29]、高温蠕变性能[30]和焊接[31]等性能研究上。在合金钢的高温力学性能方面,王雪凤等[32]利用热力模拟试验建立了基于Zener-Hollomon参数的流变应力模型,翟月雯[33]对P91合金钢的晶粒演化特性进行研究,并利用Deform软件对厚壁管热挤压工艺进行数值模拟。以上研究主要针对锻态或热处理后的P91合金钢的动态再结晶和流变应力,而就短流程铸挤复合成形工艺中铸态P91合金钢热变形结束后的静态、亚动态再结晶行为尚未见研究报道,因此有必要对铸态P91合金钢在热变形过程中筹备演变和动力学条件进行系统地研究。本文利用双道次热压缩试验,研究铸态P91合金钢在热变形过程中静态、亚动态再结晶行为,并研究两种再结晶的发生条件、与动态再结晶关系,同时探究变形条件对再结晶显微筹备的影响。为大口径厚壁管短流程热挤压工艺参数的制定和数值模拟研究提供理论基础。