文档介绍：TP347H奥氏体不锈钢在550℃低循环疲劳下的动态应变时效对应变幅度的影响HongWeiZhou,YiZhuHe,MianCui,YuWanCen,,JiangsuKeyLabofAdvancedMetallicMaterials,SoutheastUniversity,Nanjing,211189Jiangshu,,AnhuiKeyLabofMaterialsScienceandProcessing,AnhuiUniversityofTechnology,Maanshan,243002Anhui,,AnhuiUniversityofTechnology,Maanshan,243002Anhui,PRChinaArticleinfoArticlehistory:epted6July2013Availableonline27July2013摘要:TP347H(奥氏体)不锈钢在550℃下,应变速率为1-3-s108?进行低循环疲劳(LCF)试验,总应变幅度为%??和%?。研究结果表明,该钢在550℃下的循环载荷的应激反应和位错结构强烈依赖于应变幅度的值。与那些相同的应变幅度在室温相比,该材料表现出了快速形变软化,并最终在550℃,%??时达到稳定状态,但在达到稳定的过程中会呈现出一个异常现象,即首先快速硬化到最大应力,随后在%??时还原软化。第一次循环中因位错交叉滑移和平面结构造成更多的晶粒发生动态应变时效(DSA),在±%的低应变幅度下限制进一步交叉滑移。也有比较复杂的位错结构,诸如应变幅度%??的晶粒,细长的晶粒,晶界和平面结构。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的观察结果排除马氏体相变,蠕变,氧化和沉淀这些应激反应和微观结构演变可能是在550℃出现DSA的影响。关键词:TP347H奥氏体不锈钢,动态应变时效,低循环疲劳,循环应力响应,位错结构一、绪论奥氏体不锈钢(ASS)已广泛应用在超临界火电厂和石化工业的结构材料中。它也是核燃料的候选材料,其可以作为热交换器、反应器压力容器和主配管,在下一代核反应堆的包层中使用。由于温度梯度必然存在,高温系统的组成部分通常要受交变的热应力作用,尤其是在开始或结束的时刻,或者在温度瞬变时刻。因此,考这些组件设计低循环疲劳(LCF)是必要的。许多研究已经聚焦在室温(RT)和升高的温度时ASS的LCF行为[1]—[10]。在这期间LCF能够影响循环行为和微观结构演变,如马氏体相变,碳化物的析出[1],以及DSA[2].当在RT和温度低于100℃时,ASS将在交变荷载作用下发生形变诱发马氏体转变,其中某些研究已被报道了与形变幅度相关的以及与累积塑性变形的程度相关的形变诱发马氏体转变[3]—[7]。形变诱发马氏体转变的导致循环硬化。研究表明,在250℃到650℃的高温下,在交变应力和单调拉伸载荷作用时,DSA通常对应激反应,LCF的发生,ASS的微观结构[2]和[8]有显著影响。据报道,在LCF负载下DSA机制与在拉伸载荷下的DSA机制一致[10]。DSA表现形式为应力-应变曲线上锯齿状,环状峰值应力和软化比率与温度负相关[9]。尽管认为锯齿状突起是DSA的表现形式之一,但最近的研究已经发现,对316L(N)的循环加载,DSA则发生在锯齿状之前[2]和[10]。在DSA机制下,循环变形位错的结构和无DSA机制时不同,这是由于位错和杂质原子(如C或N在250-450℃,铬在450-650℃)时的相互作用[2],[11]和[12]。与无DSA机制的晶粒相比,DSA机制下的平面结构能造成位错结构改变。一般来说,在DSA机制下可以观察到两种类型的平面结构,即平面的滑移带[8],[9],[13]和[14]和灯芯绒结构,其中灯芯绒结构已在250-450℃的真空中投入研究[15],并且最近有研究发现了300℃空气中循环载荷作用下的灯芯绒结构[16]。在250至450℃介质温度范围内,溶质原子的铃木气团[11]和[16],或Snoek气团用短程顺序(SRO)的特性限制了位错的交叉滑移[17],从而产生位错结构的多个平面特征。固溶Cr原子气团在低氮ASS或Cr-NSRO[13]和[18]或高氮316ASS中,在500-650℃的温度范围内能有效固定位错,这造成位错在特定平面滑移,表现为平面结构。溶质原子气团可以有效固定位错,从而获得更高的固定位错密度。由