自從不銹鋼使用以來，奧氏體不銹鋼始終占據(jù)主要地位。不過隨著鎳價高漲，低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼已經(jīng)逐漸受到業(yè)內(nèi)重視，并廣泛用在了實(shí)際領(lǐng)域。相對于奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是成本低、熱膨脹率低、耐高溫氧化與耐腐蝕性能優(yōu)秀，430鐵素體不銹鋼是其中的代表性鋼種，低溫加工成型性能比較好，大多用在建筑裝飾和各種管材的生產(chǎn)加工上面。409L鐵素體不銹鋼用優(yōu)秀的低冷加工硬化傾向、耐高溫、耐點(diǎn)腐蝕性能可以很好地滿足汽車排氣系統(tǒng)用鋼的要求并成為它的首選材料。

430不銹鋼板

下面就以對鑄態(tài)409L鐵素體不銹鋼和430鐵素體不銹鋼的高溫力學(xué)性能和高溫變形行為進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，為鑄軋工藝的制定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過使用THERMORSTER-W熱模擬試驗(yàn)機(jī)對409L鐵素體不銹鋼和430鐵素體不銹鋼進(jìn)行單道次高溫壓縮熱變形試驗(yàn)。熱變形試樣尺寸參考GB/T 7314-2005設(shè)計(jì)加工，并根據(jù)熱變形試驗(yàn)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件綜合考慮，設(shè)計(jì)出符合實(shí)驗(yàn)要求的工裝夾具。試驗(yàn)溫度為950℃、1000℃、1050℃、1100℃和1150℃，應(yīng)變速率為0.01 s-1、0.05 s-1、0.1 s-1、0.5 s-1、1.0 s-1和2.5 s-1。 從顯微組織、流變曲線、熱變形方程及Z參數(shù)、熱加工圖四方面分別討論了409L鐵素體不銹鋼和430鐵素體不銹鋼兩種不同鋼種的熱變形行為，下面是實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

首先409L和430不銹鋼熱變形后鐵素體不銹鋼區(qū)域變化趨勢相似，都經(jīng)歷了回復(fù)、部分再結(jié)晶和完全再結(jié)晶三個階段。應(yīng)變速率1.0s-1時，在全溫度段內(nèi)鐵素體都發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，還隨著變形溫度升高，鐵素體晶粒明顯粗大；在變形溫度固定時，應(yīng)變率越大，鐵素體動態(tài)再結(jié)晶尺寸越細(xì)小。

其次兩種不銹鋼材料的流變曲線特征相似，基本能夠分為三類。第一類為流變曲線呈逐漸上升的加工硬化型；第二類為流變曲線具有一個穩(wěn)態(tài)的動態(tài)回復(fù)型；第三類為流變曲線出現(xiàn)明顯峰值，然后逐步下降進(jìn)入穩(wěn)定變形狀態(tài)，曲線呈水平狀態(tài)，即動態(tài)再結(jié)晶型，比如409L不銹鋼T=950℃、ε=0.1 s-1及430不銹鋼T=950℃、ε=0.05 s-1時，流變曲線即為動態(tài)再結(jié)晶型。

第三個結(jié)論是得出409L鐵素體不銹鋼的熱變形激活能Q為310 kJ/mol，應(yīng)力指數(shù)n為5.51，熱變形方程為430鐵素體不銹鋼的熱變形激活能Q為344 kJ/mol，應(yīng)力指數(shù)n為1.08。

第四個結(jié)論是依據(jù)表觀應(yīng)力指數(shù)n及熱變形激活能Q的大小推測出409L不銹鋼變形機(jī)制為擴(kuò)散攀移，430不銹鋼變形機(jī)制為晶界擴(kuò)散。鐵素體不銹鋼軟化機(jī)制與Z參數(shù)有關(guān)：Z值越小，位錯和晶界的遷移性越高，變形中發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶傾向越大，動態(tài)再結(jié)晶組織發(fā)展越充分。

最后碳含量和鉻含量的差異會使得409L不銹鋼應(yīng)變量對熱加工圖形狀影響大，但對430不銹鋼的熱加工圖形狀影響卻不大。