028合金冷热处理过程中组织传递性研究

2021-04-07孙玉强陆有涛

信息记录材料 2021年2期

孙玉强，陆有涛

（安徽三联学院安徽合肥 230601）

1 引言

目前，我国的一些企业在028合金的生产过程中，由于成品管出现的严重超标问题，导致了028合金在现实的生活中无法正常使用，其中关于成品管的形成过程有：（1）首先将经过步骤挤压得到的荒管进行固溶，然后再进行水冷处理；（2）荒管处理过后，将其进行冷轧后中间退火；（3）退火后还需再次将其进行冷轧，然后成品管在中间退火以后成型。但是问题在于028合金在长时间的加热中不太稳定，易于变成析出相，最关键的是它形成的析出相在种类、形态、数目以及分布上会对028合金产生各种各样的影响，尤其是对其腐蚀性产生的影响巨大，所以在此基础上研究影响合金腐蚀性的析出相，以及其生成的规律就变得非常有意义。

2 研究方案

镍基耐蚀合金028是一种含超低碳、高铬以及适量钼和铜的铁-镍基耐蚀合金[1]。经查资料我了解到这个合金是一种单一的奥氏体组织，并且它是一种超级理想化的抗强酸腐蚀的合金。本次研究是为了区别不同温度对材料的影响。

本研究需要进行实验，故选取材料为028耐腐蚀的合金，它的主要化学成分及相关数据见表1所示。

表1 028合金的主要化学成分范围及对应平均电子缺位数（Nv）

在这次的研究课题中，我们研究的主要内容是析出相对028合金的影响，首先了解一下其基本结构，见图1所示。

图1 900℃基本结构

在实验中需要用线将028合金切割成8mm*12mm的小圆珠模型，然后将其放在热模拟试验机上开始实验。由于实验需要很高的温度，所以我们设置了几个固定的温度值，分别为：1120℃、1150℃、1180℃。为了避免实验带来的误差，我们将合金的实验高度压缩率基本上都保持在60%左右。

3 研究中的热变形

在不同的温度和不同的应变速率下，028合金的真应力会随着温度的高低而产生变化。产生这种现象的原因是在变形的温度越来越高时，受到有关错位运动的阻挡力越来越小，空位和间隙原子这些出现的缺点也就越发明显。028合金在比较高的温度下，其热塑性能会相对较差一些，所以为了解决这个问题，通常都是采用热挤压工艺来对其进行热加工。但是在这个步骤中，如果它的加工工艺没有选择到合适的，那么对后面的生产会产生不好的影响。

由于变形不均匀，原大角度界面两侧的局部区域位错密度不同，位错密度低的区域长入位错密度高的晶粒中，形成弓弯，然后核心成长通过晶界向着畸变能较高的基体中扩散移动，这里晶界移动的驱动力是两晶粒间的畸变能差，由于形变基体中的畸变能分布很不均匀，而晶界总是易于优先向畸变能大的地方推。有关材料的一些重要模型，它的加工方法在传统的材料的研究中是非常有作用的，因此也对材料的微型组织和性能控制有一些用处。

实验中能量损耗主要是由两个主要部分组成包括加工过程中产生的热量和组织在变化过程中所消耗的能量，所以，我们可以通过分析这两部分能量所占的比例来进行描述。

4 结果分析

经过实验发现028合金在经历了热变形之后，它改变了原来的结构，并且它的各个性能也与以前大不相同。在热变形的步骤中其主要是将机械能转化为热能，其中还有一点点的能量存放在了发生变形的材料中。具有低中等层错能的合金的回复过程较慢，热变形过程中，动态回复未能同步抵消加工过程中位错的增值积累，随应变量增加，当变形过程中的储存能足够高时，就会发生动态再结晶[2-3]。下面是不同温度下，028合金的微型组织结构，见图2所示。