D0I:10.13374/.issn1001-053x.2012.04.004 第34卷第4期 北京科技大学学报 Vol.34 No.4 2012年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2012 固溶处理对00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢超塑性和连 接性能的影响 陈晓辉) 任学平)四 徐 辉) 佟建国”张海岩2) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)中钢设备有限公司，北京100080 ☒通信作者：E-mail:np33@mater..ustb.cdu.cn 摘要采用不同固溶工艺处理后的O0Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢，在恒温的热拉伸试验机上进行超塑性测试，通过Gleeble 3500热模拟试验机进行超塑性扩散连接实验研究，并采用扫描电镜对固溶处理金相及连接试样界面孔洞进行观察.结果表 明，由于固溶处理温度不同，a相和y相体积比(x。x,)不同.超塑性拉伸测试中，在同一变形条件下，随着初始x。/x,的增大， 延伸率和峰值应力相应增大.固溶温度为1350℃的试样，在960℃、1×103s条件下拉伸，延伸率达到1186%：超塑性扩散 连接在1100℃温度下进行时，压力加载形式不同，扩散连接界面结合机理不同，但加载形式对试样的界面剪切强度影响不大. 在连接过程中，界面孔洞闭合情况和滞留位置与晶界迁移的相对速度有关 关键词不锈钢：超塑性：应变速率：连接；剪切强度 分类号TG453·.9:TG142.71 Effect of solution treatment on the super plasticity and bonding property of 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel CHEN Xiao-hi,REN Xue-ping》☒，XU Hui),TONG Jian-guo》,ZHANG Hai-3an2 1)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Sinosteel Equipment Engineering Co.Ltd.Beijing 100080,China 2 Corresponding author:E-mail:rxp33@mater.ustb.edu.cn ABSTRACT 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel was treated by different solutions,its super plastic deformation was tested on an isothermal tensile machine,and the diffusion bonding by super plastic deformation was performed on a Gleeble 3500 thermal simulator. The solution treated microstructures and the bonding interface voids were observed by scanning electron microscopy (SEM).The re- sults indicate that the volume ratio of a phase to y phase (x/)varies with the solution temperature.During the tensile process,the elongation and the peak stress increase with the initial value ofxincreasing under the same deformation condition.The elongation of the specimen solution-treated at 1350C reaches to 1186%at a deformation temperature of 960C and a strain rate of 1x103s At a bonding temperature of 1100C the diffusion bonding mechanism depends on loading modes,but the influence of loading modes on the interfacial shear strength is not significant.During the bonding,the closure degree and retention position of the interfacial voids are related with the relative migration velocity of grain boundaries. KEY WORDS stainless steel:superplasticity:strain rate:bonding:shear strength 双相不锈钢是指室温组织由铁素体和奥氏体双 领域-) 相组成的不锈钢，且两相体积比例接近1：1.与铁素 近年来，国内外很多学者对双相不锈钢的超塑 体不锈钢和奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢不仅具 性和连接性-切进行了一系列基础性研究. 有良好的耐蚀性、加工性等综合性能，同时也是钢铁 1997年日本采用双相不锈钢超塑性材料成功制备 材料中仅有的几种具有超塑性的材料之一.目前双 出了客机用盥洗盆图：而国内尚无双相不锈钢的超 相不锈钢已经广泛应用于石油化工、船舶和造纸等 塑性成形/扩散连接的应用实例.由于两相比例会 收稿日期：20110708 基金项目：教有部高等学校科技创新工程重大项目培有资金资助项目(20109)第 34 卷 第 4 期 2012 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 4 Apr． 2012 固溶处理对 00Cr25Ni7Mo3N 双相不锈钢超塑性和连 接性能的影响 陈晓辉1) 任学平1) 徐 辉1) 佟建国1) 张海岩2) 1) 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 2) 中钢设备有限公司，北京 100080 通信作者: E-mail: rxp33@ mater． ustb． edu． cn 摘 要 采用不同固溶工艺处理后的 00Cr25Ni7Mo3N 双相不锈钢，在恒温的热拉伸试验机上进行超塑性测试，通过 Gleeble 3500 热模拟试验机进行超塑性扩散连接实验研究，并采用扫描电镜对固溶处理金相及连接试样界面孔洞进行观察． 结果表 明，由于固溶处理温度不同，α 相和 γ 相体积比( xα /xγ ) 不同． 超塑性拉伸测试中，在同一变形条件下，随着初始 xα /xγ的增大， 延伸率和峰值应力相应增大． 固溶温度为 1 350 ℃的试样，在 960 ℃、1 × 10 － 3 s － 1 条件下拉伸，延伸率达到 1 186% ; 超塑性扩散 连接在 1 100 ℃温度下进行时，压力加载形式不同，扩散连接界面结合机理不同，但加载形式对试样的界面剪切强度影响不大． 在连接过程中，界面孔洞闭合情况和滞留位置与晶界迁移的相对速度有关． 关键词 不锈钢; 超塑性; 应变速率; 连接; 剪切强度 分类号 TG453 + . 9; TG142. 71 Effect of solution treatment on the super plasticity and bonding property of 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel CHEN Xiao-hui 1) ，REN Xue-ping1) ，XU Hui 1) ，TONG Jian-guo 1) ，ZHANG Hai-yan2) 1) School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Sinosteel Equipment ＆ Engineering Co． Ltd． ，Beijing 100080，China Corresponding author: E-mail: rxp33@ mater． ustb． edu． cn ABSTRACT 00Cr25Ni7Mo3N duplex stainless steel was treated by different solutions，its super plastic deformation was tested on an isothermal tensile machine，and the diffusion bonding by super plastic deformation was performed on a Gleeble 3500 thermal simulator． The solution treated microstructures and the bonding interface voids were observed by scanning electron microscopy ( SEM) ． The re￾sults indicate that the volume ratio of α phase to γ phase ( xα /xγ ) varies with the solution temperature． During the tensile process，the elongation and the peak stress increase with the initial value of xα /xγ increasing under the same deformation condition． The elongation of the specimen solution-treated at 1350 ℃ reaches to 1186% at a deformation temperature of 960 ℃ and a strain rate of 1 × 10 － 3 s － 1 ． At a bonding temperature of 1100 ℃ the diffusion bonding mechanism depends on loading modes，but the influence of loading modes on the interfacial shear strength is not significant． During the bonding，the closure degree and retention position of the interfacial voids are related with the relative migration velocity of grain boundaries． KEY WORDS stainless steel; superplasticity; strain rate; bonding; shear strength 收稿日期: 2011--07--08 基金项目: 教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金资助项目( 2010--09) 双相不锈钢是指室温组织由铁素体和奥氏体双 相组成的不锈钢，且两相体积比例接近 1∶ 1． 与铁素 体不锈钢和奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢不仅具 有良好的耐蚀性、加工性等综合性能，同时也是钢铁 材料中仅有的几种具有超塑性的材料之一． 目前双 相不锈钢已经广泛应用于石油化工、船舶和造纸等 领域［1--4］． 近年来，国内外很多学者对双相不锈钢的超塑 性［5--8］和 连 接 性［9--17］ 进行了一系列基础性研究． 1997 年日本采用双相不锈钢超塑性材料成功制备 出了客机用盥洗盆［18］; 而国内尚无双相不锈钢的超 塑性成形/扩散连接的应用实例． 由于两相比例会 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.04.004