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028鎳基耐蝕合金熱變形行為及加工圖研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-07
鎳基耐蝕合金028是一種含超低碳、高鉻以及適量鉬和銅的鐵-鎳基耐蝕合金。該合金呈單一的奧氏體組織，是一種理想的抗強酸腐蝕的合金。
?????? 鎳基耐蝕合金028是一種含超低碳、高鉻以及適量鉬和銅的鐵-鎳基耐蝕合金。該合金呈單一的奧氏體組織，是一種理想的抗強酸腐蝕的合金。近年來由于大量酸性油氣田得到開發，已有的不銹鋼系列油井管如9Cr、13Cr油井管已不能適應高含H2S和CO2的綜合腐蝕環境，而028合金有優良的耐腐蝕性能，如一般腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和晶間腐蝕。因此，在油氣田開發、化學加工等工業中作為油井管得到了廣泛應用并獲得好評。然而，因為它具有較高的流變應力，028合金高溫時熱塑性比較差，必須采用熱擠壓工藝進行熱加工。熱擠壓工藝選擇不當，對后續的加工過程產生不利影響。因此，選擇合理的熱擠壓工藝對后續的加工以及合金的耐蝕性能有十分重要的影響。
028合金作為典型的油井管用耐蝕合金，國內外對其腐蝕性能研究的較多。但目前028合金在熱變形過程的流變應力本構關系和組織演變規律及加工圖研究較少。因此研究028合金的熱變形行為及加工圖，對于正確選擇熱擠壓工藝參數具有積極的指導意義。
實驗材料采用電弧爐加爐外氬氧精煉加電渣重熔冶煉工藝生產的028耐蝕合金。通過線切割將鍛態028合金加工成尺寸為Φ8mm×12mm的圓柱試樣。恒溫熱壓縮試驗在Gleeble-1500熱模擬試驗機上進行。試驗溫度為：1120、1150、1180、1200和1220℃；應變速率為：0.1、1和10s-1。所有試樣的高度壓縮率均控制在60%（真應變接近0.85）左右。加熱階段試樣的升溫速度為10℃/s，保溫120s后壓縮變形，變形后立即水冷。為減少壓縮過程摩擦和溫度變化對試驗的影響，預先在壓頭和試樣兩端接觸處夾一層石墨進行潤滑，并在試樣表面焊上熱電偶以補償試樣表面溫度的變化。對變形后的試樣，利用線切割沿壓縮軸線剖開，機械拋光后將試樣放入10mL濃硫酸+2.5gKMnO4?+90mL水溶液中，加熱到約80℃后煮6～10min，觀察熱變形后的組織。試驗結果如下：
（1）028合金在高溫變形過程中滿足雙曲正弦函數的本構關系，建立的本構方程能較好地預測028合金在熱變形中的峰值應力。
（2）在熱變形過程中028合金微觀組織會發生動態再結晶現象，再結晶的形成主要是通過新晶粒覆蓋原有晶粒，然后新晶粒逐漸長大和擴展，最后全部形成新的穩態再結晶晶粒。動態再結晶體積分數隨變形溫度的升高而增加，動態再結晶平均晶粒尺寸隨著變形溫度的升高和應變速率的增加而分別增大和減小。
（3）028合金在熱變形中存在兩個發生動態再結晶的區域，即應變速率范圍是0.1～1s-1，溫度范圍分別是1120～1160℃和1180～1220℃；熱加工中的危險區溫度范圍是1200～1220℃，應變速率范圍是1～10s-1；熱變形中的失穩區溫度范圍是1120～1150℃，應變速率為10s-1；028合金最佳的熱擠壓工藝變形溫度為1200℃，應變速率為1s-1。
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