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本文利用自制模具对奥氏体不锈钢进行了多道次等通道挤压,采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析等手段对奥氏体不锈钢在ECAP过程中的细化机理进行了研究。
室温下对00Cr18Ni12奥氏体不锈钢进行了8道次等通道挤压。结果表明,由于奥氏体不锈钢的层错能较低,交滑移难以进行,原奥氏体晶粒在剪切力的作用下以孪生和位错滑移复合的方式进行变形,变形初期,挤压过程中形成的高密度位错促使胞状结构形成,随变形的加剧胞状结构形成具有小角度取向的亚晶,最后转变为具有大角度晶界的新晶粒。挤压到六道次时形成新晶粒尺寸约为0.25μm,八道次时晶粒则进一步细化至0.15μm。在剪切压力作用下不锈钢通过孪生变形形成了大量的机械孪晶。原始组织的退火孪晶和新形成的机械孪晶在进一步ECAP变形中主要通过两种方式细化。(1)大的孪晶通过孪生和滑移的交互切割,相互作用使组织得到细化形成高密度位错墙和位错胞,最后形成纳米和亚微米级的新的(亚)晶粒。(2)孪晶由单系孪晶通过剪切力的作用发生偏转形成了多系孪晶。挤压一道次时基体组织就发生了马氏体相变,马氏体含量达到20%,形成了复相基体组织,挤压8道次马氏体含量达到84%。相变产生的马氏体组织在随后的挤压过程中也发生细化,方式主要是滑移和孪生,位错在滑移边界和孪生边界聚集形成了亚晶边界,最后逐渐向大角度晶界转变,挤压六道次形成马氏体亚晶尺寸约为0.4μm。