双相不锈钢超塑性变形机理

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2005.01.017 第27卷第1期 北京科技大学学报 VoL.27 No.1 2005年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2005 双相不锈钢超塑性变形机理 张沛学)任学平) 谢建新”张炳哲)韩文殿) 宋杰》 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)济钢股份有限公司技术中心，济南250101 3)济钢股份有限公司生产部，济南250101 摘要从材料的晶体结构出发，研究了双相不锈钢超塑性变形的机理，利用背散射电子衍 射花样分析系统(EBSD),获得了双相不锈钢变形过程中的ODF图、极图和取向与转轴分布 等晶体取向分布规律.结合透射电镜对微观组织的观察结果进行了综合分析.研究表明，双相 不锈钢超塑性变形的机理为形变诱导析出和动态再结晶、晶界滑移以及变形中的晶粒转动. 关键词超塑性：织构：相变：取向 分类号TG113.253 在20世纪40年代，前苏联学者bo9Bap采用 2mm,冷轧变形量87%. 溶解沉积理论解释超塑性变形的大延伸变形机 恒温热拉伸的试样沿着轧制方向加工，标距 理，后又有人用动态再结晶和亚稳态理论来解释 的长、宽和圆弧倒角分别为10,6,2.5mm.恒温热 了超塑性变形特征四.70年代人们才认识到超塑 拉伸实验是在装有特种加热炉的材料实验机上 性变形主要是晶界行为，对超塑性机理的认识发 进行的，试件在加热炉中以2℃s的加热速度加 生了很大的变化，出现了许多描述晶界运动过程 热到变形温度后，保温3min,然后分别以不同的 的模型.按照现代观点，晶界滑移为晶界位错滑 应变速率进行恒温热拉伸实验.对预先设定的超 移和攀移的结果，位错攀移与扩散密切相关，是 塑性变形不同阶段的试件进行EBSD取样，EBSD 速控过程.而晶界位错运动速度和扩散与晶界结 试样的制备采用能消除表面应力的电解抛光和 构密切相关.直到现在，有关双相不锈钢的超塑 电解侵蚀 性变形机理的研究很少，结论也不相同， 表1实验用双相不锈钢的化学成分（质量分数） 本文在对双相不锈钢微观组织变化进行系 Table 1 Chemical composition of the steel 统分析的基础上，，试图再通过背散射电子衍射 C Si Mn s Cr 花样分析系统(EBSD),从晶体取向和织构的角 0.0210.47 0.83 0.0230.00224.16 度，分析超塑性变形不同阶段的晶体取向的变化 Ni Mo Wu Cu N Fe 规律，进而更全面地透视双相不锈钢超塑性的变 7.21 2.87 0.340.48 0.17 余量 形机理， 1实验过程 2 实验结果 实验用双相不锈钢材料为实验室自制的 在对试件进行EBSD分析时，已知衍射图上 00 CraNi,Mo,WuCuN,其化学成分如表1所示.经 三条不平行菊池带的夹角或菊池轴间距、衍射图 电炉冶炼后电渣重熔(ESR),铸锭后锻造成截面 中心距衍射源（试样表面）的距离，便可以确定晶 为16mm×50mm的矩形坯，经1250℃保温30min 带（轴）的指数，并根据菊池带相对于外界坐标系 的固溶处理后，再表面清理，直接冷轧到厚度为 的方向算出晶粒的取向.图1是双相不锈钢在超 塑性变形开始阶段的菊池线. 收精日期：2003-09-05修改日期：2004-0410 基金项目：北京市科委基金资助项目No,9550310900) 双相不锈钢超塑性变形不同阶段的晶体取 作者简介：张沛学(1966一)，男，博士研究生 向有如图2所示的结果.在超塑性变形开始前

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 几 比 沈 哪汀 灰幼恤 。 双相不锈钢超塑性变形机理 张 沛学 ‘， 任 学平 ” 谢建新 ” 张炳 哲 ” 韩文殿 ， 宋 杰 ” 北 京 科技 大学 材料科学 与 工 程学 院 ， 北 京 济钢 股 份有 限 公 司 技术 中心 ， 济 南 济钢 股份有 限 公 司 生产 部 ， 济 南 摘 要 从材 料 的 晶体结构 出 发 ， 研究 了双 相 不 锈钢 超 塑性变 形 的机理 利 用 背 散射 电子 衍 射 花 样 分 析 系统 ， 获得 了双 相 不锈钢变形 过程 中的 图 、 极 图和 取 向与转 轴分 布 等 晶体取 向分布规律 结合透射 电镜 对 微观 组织 的观察结果进行 了综 合分析 研 究表 明 ， 双相 不锈钢 超 塑 性 变 形 的机理 为形变诱 导 析 出和 动 态再 结 晶 、 晶 界滑 移 以及 变形 中的 晶粒 转 动 关键词 超 塑 性 织 构 相 变 取 向 分 类号 在 世 纪 年 代 ， 前 苏 联 学 者玉哪 采 用 溶 解 沉 积 理 论 解 释 超 塑 性 变 形 的大 延 伸 变 形 机 理 ， 后 又有 人用 动 态 再 结 晶和 亚 稳 态理 论 来解 释 了超 塑 性 变 形特 征 ‘，」 年 代 人 们 才 认 识 到超 塑 性 变 形 主 要 是 晶界行 为 ， 对超 塑性 机 理 的认 识 发 生 了很 大 的变化 ， 出现 了许 多描述 晶界运 动 过程 的模 型 夕， 按照 现代 观 点 ， 晶界滑 移 为 晶界位错 滑 移 和 攀 移 的结 果 ， 位 错 攀 移 与扩 散 密 切 相 关 ， 是 速 控 过 程 而 晶 界位错 运 动速度 和 扩散 与 晶 界结 构 密 切 相 关 直 到 现 在 ， 有 关双 相 不 锈 钢 的超 塑 性 变形 机 理 的研 究 很 少 ， 结 论 也 不 相 同 本 文 在 对 双 相 不 锈 钢 微 观 组 织 变 化 进 行 系 统 分 析 的基础 上 口 ， 试 图再 通过 背散射 电子 衍射 花 样 分 析 系统 ， 从 晶体 取 向和 织构 的 角 度 ， 分析超 塑性 变 形不 同阶 段 的 晶体 取 向的变化 规 律 ， 进 而更 全 面地透 视双 相 不 锈 钢超 塑性 的变 形机 理 ， 冷 轧 变 形 量 恒温 热 拉 伸 的试样 沿 着 轧 制 方 向加 工 ， 标 距 的长 、 宽和 圆弧倒 角 分 别 为 ， ， 刃 幻。 恒 温 热 拉 伸 实 验 是 在 装 有特种 加 热 炉 的材 料 实 验 机 上 进 行 的 试件在 加 热 炉 中 以 ℃ 的加 热 速 度 加 热 到变形 温度后 ， 保温 ， 然 后 分 别 以不 同 的 应变速率进 行恒温热 拉伸 实验 对预 先 设 定 的超 塑 性 变 形 不 同阶段 的试件 进行 取 样 ， 试 样 的制 备 采 用 能 消 除 表 面 应 力 的 电解 抛 光 和 电解 侵 蚀 表 实验 用 双相 不 锈钢 的化 学成分 质 分数 介 时 一一 二 一一 二 一 二 二一 二 一 二二 二二 一 ， ， 余 量 实验 过 程 实 验 用 双 相 不 锈 钢 材 料 为 实 验 室 自制 的 几入 认 ， 其 化 学 成 分 如 表 所 示 经 电炉冶 炼 后 电渣 重 熔 ， 铸 锭 后 锻 造 成 截 面 为 们。 们曲 的矩 形 坯 ， 经 ℃ 保 温 的固溶 处 理 后 ， 再 表 面 清 理 ， 直 接 冷 轧 到 厚度 为 收稿 日期 刁 刁 修改 日期 今习 基 金项 目 北 京 市科委基 金 资助项 目 。 作者简介 张 沛 学 吞一 ， 男 ， 博士 研 究 生 实验 结 果 在 对 试 件 进 行 分 析 时 ， 已 知 衍 射 图上 三 条 不 平 行 菊池 带 的夹 角或菊池 轴 间距 、 衍射 图 中心 距 衍 射源 试样 表 面 的距 离 ， 便 可 以确 定 晶 带 轴 的指 数 ， 并 根 据 菊 池 带相 对 于 外 界 坐 标 系 的方 向算 出晶粒 的取 向 图 是 双 相 不锈钢 在超 塑 性 变 形 开始 阶 段 的菊 池 线 双 相 不 锈 钢 超 塑 性 变 形 不 同阶 段 的 晶体 取 向有 如 图 所 示 的结 果 在超 塑 性变 形 开始 前 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．01．017

VoL27 No.1 张沛学等：双相不锈钢超塑性变形机理 ·69· 0.12 (a)超塑性变形开始前 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 102030405060 图1双相不锈钢超塑性变形指定点的菊池线 0.06 (b)超塑性变形进行至100% Fig.1 Kikuchi patterns during superplastic deformation of 0.05 the duplex stainless steel 毫0.04 如图2(a)所示，各晶粒的取向差主要为低于10° 的小角度晶界；在超塑性变形进行到100%后，如 0.02 0.01 图2(b)所示，各晶粒的取向差有增大的趋势，开 0 始向大角度晶界转变.而当超塑性变形量远大于 0 10 20304050 60 100%以后，即在超塑性变形的后期，已和超塑性 0.06 (©超塑性变形后期 0.05 变形开始时的晶体取向明显不同，晶粒之间的取 0.04 向差几乎全部是大角度晶界，取向差平均增大到 =0.03 40°的高水平，实验结果如图2(c)所示. 0.02 通过对双相不锈钢超塑性变形不同阶段的 0.01 晶体取向变化的反极图分析，可以看出，在轧向 0102030405060 上，尽管试样的变形量相差很大，但与变形前的 晶体取向差) 情况相比其取向密度变化均不大；但在法向上， 国2双相不锈钢超型性变形不同阶段的品体取向差， 比较超塑性变形不同阶段的反极图可以看出，在 变形温度为960℃，应变速率为2×103s' 超塑性变形过程中织构发生了由强到弱的变化， Fig.2 Orientation during superplastic deformation.De- 实验结果如图3所示. formation temperature,960C;strain rate,2x10s n-0a15时 n-4程.M-25知 dr 0:30.Ma 218 腰三 假三 变形开始 变形开始 变形100% RD c23 Hall wiah10 5 030.M-224 026.Mas 1.64 变形100% 变形后期 变形后期 图3超塑性变形的不同阶段的轧向(RD)和法向ND)的反极图.变形温度为960℃，应变速率为2×103s· Fig.3 Inverse pole figures in RD and ND during superplastic deformation.Deformation temperature,960C;strain rate, 2×10八81

、 张 沛学 等 双 相 不 锈钢超 塑 性 变形 机 理 图 双 相 不 锈钢 超 塑 性 变形 指 定 点 的 菊 池线 ， 如 图 所 示 ， 各 晶粒 的取 向差 主 要 为低 于 “ 的 小角度 晶界 在 超 塑 性 变 形进 行 到 后 ， 如 图 所 示 ， 各 晶粒 的取 向差 有增 大 的趋 势 ， 开 始 向大 角度 晶界转变 而 当超 塑性 变 形 量远 大于 以后 ， 即在超 塑性 变 形 的后 期 ， 己 和 超 塑性 变 形 开始 时 的 晶体 取 向明显 不 同 ， 晶粒之 间 的取 向差几 乎 全 部 是 大 角度 晶界 ， 取 向差 平 均 增 大到 的 高水平 ， 实验 结 果如 图 所 示 通 过 对 双 相 不 锈 钢 超 塑 性 变 形 不 同 阶 段 的 晶体 取 向变 化 的反 极 图分 析 ， 可 以看 出 ， 在 轧 向 上 ， 尽 管试 样的变形 量 相 差 很 大 ， 但 与 变 形前 的 情 况 相 比其 取 向密度 变 化均 不 大 但 在 法 向上 ， 比较超 塑性 变形 不 同阶 段 的反极 图可 以看 出 ， 在 超 塑性变 形 过程 中织 构 发 生 了 由强 到 弱 的变化 实 验 结 果 如 图 所 示 出 ‘ 从 相 小 份 俐 履望 迁 茸 那 小 可 阶 恢 俐 丽 体 联 左 变 形 温 度为 ， ℃ ， 应 变速率为 八 一 一 ， · 碘 代 ， ℃ ， 一 一 ’ 图 超 塑 性变形 的 不 同 阶 段 的 轧 向 尽 和 法 向 的反 极 图 变形 温 度为 ，‘ ℃ ， 应 变速率 为 一 ， 一 ， 血 ， ℃ ， 一 一

。70 北京科技大学学报 2005年第1期 3讨论与分析 从图3所示各种变形程度下轧向和法向的反 极图可以看出：在轧向上，尽管试样的变形量相 在超塑性变形不同阶段，形变诱导Y相析出 差很大，但与变形前的情况相比其取向密度变化 和δ相动态再结晶细化了δ和Y组织，，是获得适 均不大，结合前面的分析，说明在轧向上基本观 宜于超塑性变形组织的重要途径， 察不到织构的变化例，但在法向上，比较双相不锈 根据双相不锈钢超塑性变形不同阶段的晶 钢超塑性变形不同阶段的反极图，可以看出在超 体取向的实验结果可知：超塑性变形开始时，由 塑性变形过程中织构发生了由强到弱的变化，这 于晶界结构以小角度晶界为主，晶界滑移难以产 是由于铁素体晶粒在滑动过程中因各个方向上 生，致使超塑性变形所需的变形能升高，表现为 受力不平衡而引发晶粒转动，最可能的转动是沿 拉伸时流变应力不断增大：在超塑性变形过程中 横向坐标轴发生的日型转动，从而使取向密度逐 晶粒取向差逐渐增加，而当超塑性变形进行到一 渐降低而发生织构漫散现象.可见，晶粒转动也 定程度后，晶体取向已经发生了明显的变化，出 是双相不锈钢超塑性变形的机理之一.它在双相 现以大角度晶界为主的晶界结构，如图2所示. 不锈钢超塑性变形的后期作用更大，因为超塑性 这种结构明显有利于晶界的滑移“”，为超塑性变 变形的后期未发现明显的位错运动， 形过程的继续进行提供了条件，此时表现为双相 晶界滑移和晶粒转动在双相不锈钢超塑性 不锈钢超塑性变形的流变应力不断减小，并能长 变形过程中起到了主要作用.然而，双相不锈钢 时间维持在较低的流变应力水平.这种晶体取向 超塑性变形前期的晶内位错运动也不容忽视. 的变化可以归结为：导入晶内的位错在晶界进行 由文献[3-5]可以发现：在双相不锈钢超塑性 吸收一再配置，从而增加了晶界倾角.研究表明， 变形开始到进行至100%的过程中（特别是双相 在变形初期延伸率低于100%的过程中，晶间的 不锈钢低温超塑性变形时)都可以发现位错的运 方位差随着变形的增加而增加，双相不锈钢细小 动.在这个过程中发现铁素体晶内存在大量的位 双相组织中，母相铁素体的再结晶使晶内位错向 错墙和亚晶界.位错墙常常还与一些滑动位错发 二次晶粒晶界间吸收-再配置的几率增大，这明 生交互作用，有些交互作用促使位错墙中位错产 显不同于单相合金在动态再结晶条件下变形时 生交滑移而改变滑移面。位错的交互作用和增 的情形.单相合金中并没有二次晶粒间的方位差 殖，还会促使亚晶界的形成和发展，亚晶界使两 随变形而增加的现象，因为在各二次晶粒之间同 边晶体产生小角度位向差，最终形成亚晶粒， 一滑移系在活动，只是频繁产生正负位错的合并 在双相组织中还可以发现亚晶粒的内部仍 消灭. 有一些位错，这些位错实际上是亚晶粒形成后或 可见在双相不锈钢超塑性变形过程中，大角 形成过程中生成的，在亚晶界的周围可见位错塞 度晶界的显著增加为晶界滑移创造了条件，表明 积和正在聚积的位错网，如图4所示，由此说明 晶界滑移是双相不锈钢超塑性变形的主要机理， 在双相不锈钢超塑性变形的前期，晶内位错运动 (b) 0.5um 0.17m 图4低温超塑性变形时的位错.固溶处理温度1250℃，变形温度为850℃，变形量100%，应变速率为2.5×10~'g1 Fig.4 Crystallogy during superplastic deformation in lower temperatures

北 京 科 技 大 学 学 报 。肠 年 第 期 讨 论 与 分 析 在超 塑 性变 形 不 同阶段 ， 形 变 诱 导丫相 析 出 和 相 动 态 再 结 晶细 化 了 和丫组织 。 ， ， 是获得适 宜 于超 塑 性 变 形 组 织 的重 要 途 径 根 据 双 相 不 锈 钢 超 塑 性 变 形 不 同 阶 段 的 晶 体 取 向的实验 结 果 可 知 超 塑性 变 形 开 始 时 ， 由 于 晶界 结 构 以小角度 晶界 为主 ， 晶界 滑 移 难 以产 生 ， 致 使超 塑 性 变 形 所 需 的变 形 能升 高 ， 表现 为 拉伸 时流 变应 力 不 断增 大 在超 塑性变形 过程 中 晶粒 取 向差 逐渐增加 ， 而 当超 塑性 变 形进 行 到一 定程 度 后 ， 晶体取 向 已 经 发 生 了 明显 的变 化 ， 出 现 以大 角度 晶界 为主 的 晶界 结构 ， 如 图 所 示 这种 结构 明显有利 于 晶界 的滑 移 ” ， 为超 塑性 变 形过程 的继 续进行提 供 了条件 ， 此 时表现 为双 相 不锈 钢超 塑性变 形 的流 变应 力 不 断减 小 ， 并 能长 时 间维持 在较低 的流 变应 力水 平 这种 晶体取 向 的变 化 可 以归结 为 导入 晶 内的位错在 晶界进行 吸 收一 再配 置 ， 从 而 增 加 了 晶界倾 角 研 究 表 明 ， 在变 形 初 期延伸 率低 于 的过 程 中 ， 晶 间 的 方 位 差 随着 变 形 的增 加而 增 加 ， 双 相 不锈 钢 细 小 双 相 组 织 中 ， 母 相 铁 素体 的再 结 晶使 晶 内位错 向 二 次 晶粒 晶界 间吸 收一再 配置 的几 率增 大 ‘川 ， 这 明 显 不 同 于 单 相 合 金 在 动 态 再 结 晶条 件 下 变 形 时 的情 形 单 相合 金 中并没 有 二 次 晶粒 间 的方位 差 随变 形 而 增加 的现 象 ， 因 为在 各 二 次 晶粒 之 间 同 一滑 移 系在活 动 ， 只 是频 繁产 生 正 负位错 的合 并 消灭 可 见 在 双 相 不 锈 钢超 塑 性 变 形 过程 中 ， 大 角 度 晶界 的显 著增 加 为 晶界滑移创 造 了条件 ， 表 明 晶界滑 移 是双 相 不锈钢 超 塑性 变 形 的主 要机 理 从 图 所示各种 变形程度下 轧 向和 法 向的反 极 图可 以看 出 在 轧 向上 ， 尽管试样 的变 形 量相 差 很大 ， 但 与变 形 前 的情 况 相 比其 取 向密 度变化 均 不 大 ， 结合前 面 的分析 ， 说 明在 轧 向上 基本观 察不 到 织 构 的变化例 但在法 向上 ， 比较 双相 不锈 钢 超 塑性变形不 同阶段 的反 极 图 ， 可 以看 出在超 塑性变形 过程 中织构 发生 了 由强 到 弱 的变化 这 是 由于 铁 素 体 晶粒 在 滑 动 过程 中 因 各 个 方 向上 受 力不 平 衡 而 引 发 晶粒转 动 ， 最 可 能 的转动 是 沿 横 向坐 标 轴 发 生 的 型 转 动 ， 从 而 使取 向密 度逐 渐 降低 而 发 生织 构 漫 散现 象 可 见 ， 晶粒 转 动也 是 双相 不锈钢 超 塑性变形 的机 理 之一 它 在双 相 不锈钢 超 塑 性变形 的后 期 作用 更大 ， 因 为超 塑性 变 形 的后 期 未 发 现 明显 的位 错 运 动 晶 界 滑 移 和 晶 粒 转 动 在 双 相 不 锈 钢 超 塑 性 变 形 过程 中起 到 了主 要 作用 然 而 ， 双 相 不 锈钢 超 塑 性 变形前 期 的 晶 内位错 运 动 也 不 容 忽视 由文 献 一 可 以发现 在双 相 不 锈 钢 超塑 性 变 形 开始 到进 行 至 的过 程 中 特 别 是 双 相 不锈钢 低温超 塑性变 形 时 都 可 以发现位错 的运 动 在这个 过程 中发现铁 素体 晶 内存 在大量 的位 错 墙和 亚 晶界 位错墙 常 常还 与 一些滑 动位错 发 生交互 作 用 ， 有 些交 互 作用 促 使位错墙 中位 错产 生 交滑 移 而 改 变 滑 移 面 位 错 的交 互 作用 和 增 殖 ， 还 会 促使亚 晶界 的 形 成 和 发展 ， 亚 晶 界使 两 边 晶体 产 生 小 角度 位 向差 ， 最 终 形 成 亚 晶粒 在 双 相 组 织 中 还 可 以 发 现 亚 晶 粒 的 内部 仍 有 一 些位错 ， 这 些位 错 实 际上 是 亚 晶粒 形成 后 或 形 成过程 中生成 的 ， 在亚 晶界 的周 围可 见位错 塞 积 和 正在 聚积 的位 错 网 ， 如 图 所示 由此 说 明 在 双相 不锈钢 超 塑性 变 形 的前 期 ， 晶 内位错运 动 图 低温 超塑性 变形 时的位错 固 溶处理 温度 ℃ ， 变形 温度为 ℃ ， 变形 ， 应 变速 率为 月。 一 ， 口 讲 廿 恤 ，甲 衅 加

Vol.27 No.1 张沛学等：双相不锈钢超塑性变形机理 ◆71 非常活跃，这种位错运动也提供了一种应变协调 (2)晶体取向表明，晶界滑移以及变形中的晶 机制，对于超塑性变形的贡献是不容忽视的.尽 粒转动是双相不锈钢主要的超塑性变形机理. 管在变形刚开始的初期，Y相被拉长而后逐渐破 (3)晶内位错运动为双相不锈钢前期超塑性 碎成小块，此时在Y晶界的位错密度很低：但随着 变形提供了一定的变形量 超塑性变形逐渐延续至100%的这一过程中，在 (4)双相不锈钢超塑性变形的机理为，形变诱 相界及一些聚积的三叉结点处形成了大量的位 导Y相析出和δ相动态再结晶、晶界滑移以及超塑 错塞积，造成较大的应力集中，引发δ相内的有些 性变形过程中的晶粒转动， 位错源开动，促成δy相之间的变形传递过程.此 参考文献 时，晶界滑移的变形机制中显示出位错滑移发挥 [】卡依勃舍夫（俄）.金属塑性和超塑性，王燕文译.北京：机 的重要作用，但不能忽略位错攀移运动对超塑性 被工业出版社，I982 变形的重要贡献，可见，晶内位错运动为双相不 [2)陈浦泉，崔忠昕，赵敏.超塑性研究的进展、方向及变形 锈钢前期超塑性变形提供了一定的变形量. 机理.金属科学与工艺，1990,9(2少：16 在双相不锈钢后期的超塑性变形过程中，δ/y [3]Zhang P X,Ren X P,Xie JX.Superplastic deformation of com- mercial 00CraNi,Mo,Non duplex stainless steel.J Univ Sci- 相晶内和晶界都没有发现明显的位错运动， Technol Beijing,2003,10(2):49 综上所述，在双相不锈钢超塑性变形过程 [4)]张沛学，任学平，谢建新，等.00 CraNisMo,N双相不锈钢的 中，晶界滑移在超塑性变形前期阶段起到了主要 低温超塑性研究.塑性工程学报，2003,10(2)：51 作用；晶粒转动也是双相不锈钢超塑性变形的机 [5]张沛学，任学平，谢建新，等.形变诱导析出在SAF2205超 塑组织细化中的作用.北京科技大学学报，2004,26(1)：56 理之一，它在双相不锈钢超塑性变形的后期作用 [6]Maehara Y,Ohmori Y.Microstructural change during superpl- 更大：晶内位错运动为双相不锈钢前期超塑性变 astic deformation of ferrite/austenite duplex stainless steel.Met- 形提供了一定的变形量， all Tran3A,1987,18A(3):663 [7]Soon HH,Young S H.Phenomena and mechanism on superpla- 4结论 sticity of duplex stainless steels.Met Mater,2000,6(2):161 [8]Balancing O,Hoffmann WA M,Jonas J J.Influence of micro- structure on the flow behavior of duplex stainless steel at high (1)在超塑性变形不同阶段，形变诱导y相析 temperature.Metall Mater Trans A,2000,31A(5):1353 出和8相动态再结晶细化了δ和Y组织，是获得适 [9]余永宁，毛为民.材料的结构.北京：治金工业出版杜，2001 宜于超塑性变形组织的重要途径， Superplasticity mechanism of duplex stainless steels ZHANG Peixue",REN Xueping,XIE Jianxin,ZHANG Bingzhe,HAN Wendian,SONG Jie 1)Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Technology Center,Jinan Iron Steel Co.Ltd.,Jinan 250101,China 3)Scheduling Department,Jinan Iron Steel Co.Ltd.,Jinan 250101,China ABSTRACT The superplasticity mechanism of duplex stainless steels was studied mainly by means of crystal- lography.On this basis,the Electron Back Scatter Diffraction(EBSD)system was used to obtain the orientation dis- tribution,Tango-mapping and Mambo-pole figures.Microstructural studies associated with transmission electron micrographs observed in the specimens during superplastic deformation suggest that superplastic process occurs mainly by strain-induced phase transformation and dynamic recrystallization,grain boundary sliding and grain re- orientation mechanism. KEY WORDS superplasticity;texture;phase transformation;orientation;

张 沛学 等 双 相 不 锈钢 超 塑 性变 形 机 理 非 常活跃 ， 这种 位 错运 动 也提 供 了一种 应 变协 调 机 制 ， 对 于超 塑 性 变 形 的贡 献 是 不 容忽 视 的 尽 管 在 变 形 刚 开 始 的初 期 ， 相 被 拉 长 而 后 逐 渐 破 碎 成 小块 ， 此 时在 晶界 的位 错 密 度很低 但 随着 超 塑性 变 形 逐 渐 延 续 至 的这 一 过 程 中 ， 在 相 界 及 一 些 聚 积 的三 叉 结 点 处 形 成 了大 量 的位 错 塞 积 ， 造成较 大 的应 力集 中 ， 引发 相 内的有 些 位 错 源 开 动 ， 促 成 扮相 之 间 的变 形 传 递 过 程 此 时 ， 晶界 滑 移 的变 形机 制 中显 示 出位 错滑 移 发挥 的重 要 作用 ， 但 不 能忽 略位 错攀移 运 动对 超 塑 性 变 形 的重 要 贡 献 可 见 ， 晶 内位 错 运 动 为 双 相 不 锈 钢 前 期超 塑 性变 形 提 供 了一 定 的变 形 量 在 双 相 不 锈钢 后 期 的超 塑性 变 形 过 程 中 ， 行 相 晶 内和 晶界 都没 有 发现 明显 的位 错 运 动 综 上 所 述 ， 在 双 相 不 锈 钢 超 塑 性 变 形 过 程 中 ， 晶界滑 移 在超 塑性 变形 前 期 阶段起 到 了主 要 作 用 晶粒 转 动 也 是双 相 不锈 钢 超 塑性 变形 的机 理 之 一 ， 它在双 相 不 锈钢 超 塑 性 变 形 的后 期 作用 更 大 晶 内位 错运 动 为双 相 不锈 钢 前 期超 塑 性变 形 提 供 了一 定 的变 形 量 晶体 取 向表 明 ， 晶界滑移 以及 变形 中的晶 粒 转 动 是 双 相 不 锈 钢 主 要 的超 塑 性 变形 机 理 晶 内位 错 运 动 为双 相 不 锈 钢 前 期 超 塑 性 变 形提 供 了一 定 的变形 量 双 相 不锈 钢 超 塑 性 变 形 的机 理 为 ， 形 变诱 导 相 析 出和 相 动态 再 结 晶 、 晶界滑 移 以及 超 塑 性 变 形 过 程 中 的 晶粒 转 动 结 论 在超 塑 性 变 形 不 同阶 段 ， 形 变 诱 导 相 析 出和 相 动 态 再 结 晶细 化 了 和丫组 织 ， 是 获 得 适 宜 于 超 塑 性 变 形 组 织 的重 要 途 径 参 考 文 献 【 卡 依勃 舍 夫 俄 金 属 塑性 和 超 塑性 王 燕文 译 北 京 机 械 工 业 出版社 ， 陈 浦泉 ， 崔忠 听 ， 赵敏 超 塑 性研究 的进展 、 方 向及 变 形 机理 金属 科 学与工 艺 ， ， ， ， 印 儿 拟伪 ‘ ，， 】 回 呵 ， ， 张 沛 学 ， 任 学平 ， 谢 建新 ， 等 刀 ， 御 双相 不 锈 钢 的 低 温超 塑性研 究 塑性工 程学报 ， ， 引 张沛学 ， 任学平 ， 谢建新 ， 等 形 变诱导 析 出在 超 塑 组织细 化 中的作 用 北 京 科技 大 学 学报 ， ， 丫 丫 诵 玲 山卫 州 即 丫 ， ， 【 ， 面 ， ， ， 劝 ， 加 奴叮 扭 丫 ， ， 余 永宁 ， 毛 为 民 材料 的结构 北 京 冶金 工 业 出版 社 ， 刀朔万 抚 ， ， 方了 肛’ 气 月义刀 己 月叼 肠 扩气 口刀 砂 ， 曲 ， ， ， ， ， 印印比 ， ， ， 如 ， 价 ， 几 一 叭 一 一 晚 ， 】〕