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17-4PH不锈钢作为重要的核反应堆结构材料,被西方大国广泛应用于如轻水反应堆(LWR)和压水反应堆(PWR)的阀杆等核电站结构材料。近年来对其的研究主要集中在17-4PH不锈钢的热处理工艺方面,在热变形行为方面的研究鲜有报道。本文采用Gleeble-3500热力模拟试验机对该钢进行热压缩实验,采集相关实验数据,通过回归拟合等数学计算了17-4PH不锈钢高温塑性变形过程中的流变应力、应变速率、形变温度之间的定量关系。并通过OM、TEM等手段对材料在热压缩过程中的组织进行了研究,最后基于实验结果并利用材料动态模型建立17-4PH不锈钢的热加工图,根据对该热加工图提出合理的热加工工艺参数区域,研究主要结论如下:(1)17-4PH不锈钢在高温压缩过程中,流变应力随应变速率的降低而降低,表明17-4PH不锈钢为正应变速率敏感材料。当温度的升高时,流变应力也会降低。同为T=1000℃,ps从e·=0.01s-1时113.42MPa增长至e·=5s-1时的232.04MPa;同为e0.01s1·-(28),ps从T=1100℃的140.57MPa增高至T=950℃的249.49MPa。温度和应变速率的共同作用可以通过lnZ值进行反映。(2)在热变形过程中,当T=1100℃、e·=0.01s-1和T=1050℃、e·=0.01s-1时,出现明显的峰值应力特征,此时动态再结晶软化机制占据主导作用,而在T≤1100℃、·-1ε≤5s其他大部分条件下,材料的动态回复作为主导作用的情况居多。(3)当变形温度恒定时,不同的应变速率下的17-PH不锈钢热压缩试样微观组织形态存在显著差异,随着应变速率的提高,加工硬化作用越来越明显,晶粒沿流变方向拉长,动态软化程度降低。当应变速率恒定时,随着温度的升高,再结晶程度变大,晶粒畸变程度降低,动态再结晶晶粒的体积分数相应增加。(4)17-4PH不锈钢峰值应力本构方程为:其与实际测量平均误差为5.62%,在误差允许范围内。(5)根据动态再结晶理论,建立起了动态再结晶的临界应变模型,当ce3e,材料在热压缩过程中开始发生动态再结晶:30.154exp(47474.95 9.04 / 8.314)X10pe eT-·(28)0.8c pe(28)e(6)基于动态材料模型绘制了17-4PH不锈钢的热加工图。变形初期材料容易发生失稳。当e=0.3、0.6,热加工图特征变化不显著,流变失稳区所对应的功率耗散效率均迅速下降,当e=0.1时,失稳区域所对应功率耗散效率小于0.16,低于耗散峰值的一半,同样,e=0.3、0.6时,失稳区耗散效率分别小于0.12和0.15,均远远低于峰值耗散效率。(7)当e=0.6时,17-4PH不锈钢适宜的加工参数区间为T=1062℃~1100℃、e·≤0.023s-1。不宜进行加工的参数区间为T=950℃~1028℃、e·=0.27s-1~5s-1。