第3期 陈振湘等：T91钢的高温塑性变形及动态再结晶行为 ·303· 当应变速率为0.01s1和0.1s1时，其各晶粒尺寸 用比较显著，为减少表面积呈球形析出，这种形态和 相差不大，马氏体板条均匀细小，马氏体的宽度也 析出位置正是应变诱导析出物的基本特征： 小，并且存在高密度位错和弥散分布的MX型碳氮 图8(b)为图8(a)箭头所指白点的能谱，综合以上 化物. 分析可判定该析出物为MX型Nb/V碳氮化物颗 T91钢在变形条件为1200℃，1s'时的扫描电 粒.正是由于这种较细的马氏体板条的细晶强化和 镜照片及能谱如图8所示.从图8(a)白点可以明 析出的碳氮化物的沉淀强化赋予了T91钢较好且较 显看出颗粒呈球状，这是因为析出物与界面能的作 稳定的性能 7200 (b) 5800 84300 400-Fe 6 10 14 能量eV 图81200℃，1s1条件下合金的扫描电镜照片(a)和能谱(b) Fig.8 SEM (a)and EDS (b)of alloys compressed under the deformation conditions of 1200C and 1s" T91钢在不同变形条件下的显微硬度如图9 3 所示.由图9可以看出：当变形条件为1250℃、 ,结论 0.01s1时，显微硬度达到最大值Hv731,当变形 (1)191钢在1100~1250℃，应变速率0.01~ 条件为1150℃、1s1时，显微硬最小，为Hv469; 1s'的条件下，真应力-真应变曲线呈双峰特征；钢 就整体趋势而言，应变速率为1s1时的显微硬 中发生了明显的动态再结晶，且再结晶类型属于连 度值偏低，高于1200℃时的显微硬度则相对 续动态再结晶 较高. (2)T91钢的热变形激活能为484kJ·mol-,采 结合加工图、显微组织及力学性能，T91钢在 用Zener--Hollomon参数法构建T91钢高温塑性变 1200~1250℃，应变速率不高于0.1s时轧制，能 形的峰值应力σ、应变速率和变形温度T之间的本 得到更好的力学性能 构关系为e=2.023×1016[simh(a)]4676× 750 484000 exp 0.01/ RT 700 (3)T91钢在应变速率大于0.1s1的区域为流 650 变失稳区，随着温度的升高，其功率耗散效率不断增 0.1s 600 大，当温度高于1200℃时，其功率耗散效率均大于 30%, 550 (4)结合热加工图、组织形貌及力学性能分析， 500 T91钢在1200~1250℃，应变速率不高于0.1s-1时 450 对合金进行热轧制，可以获得优良的综合力学性能 1100 1150 1200 1250 温度℃ 参考文献 图9试样在不同变形条件下试样的显微硬度 [1]Ning B Q.Shi QZ,Yan Z S,et al.Variation of martensite phase Fig.9 Microhardness of specimens in different deformation transformation mechanism in minor-stressed T91 ferritic steel. conditions Nucl Mater,2009,339(1):54第 3 期 陈振湘等: T91 钢的高温塑性变形及动态再结晶行为 当应变速率为 0. 01 s － 1 和 0. 1 s － 1 时，其各晶粒尺寸 相差不大，马氏体板条均匀细小，马氏体的宽度也 小，并且存在高密度位错和弥散分布的 MX 型碳氮 化物． T91 钢在变形条件为 1 200 ℃，1 s － 1 时的扫描电 镜照片及能谱如图 8 所示． 从图 8( a) 白点可以明 显看出颗粒呈球状，这是因为析出物与界面能的作 用比较显著，为减少表面积呈球形析出，这种形态和 析出 位 置 正 是 应 变 诱 导析出物的基本特征［6］; 图 8( b) 为图 8( a) 箭头所指白点的能谱，综合以上 分析可判定该析出物为 MX 型 Nb /V 碳氮化物颗 粒． 正是由于这种较细的马氏体板条的细晶强化和 析出的碳氮化物的沉淀强化赋予了 T91 钢较好且较 稳定的性能［13］． 图 8 1 200 ℃，1 s － 1条件下合金的扫描电镜照片( a) 和能谱( b) Fig． 8 SEM ( a) and EDS ( b) of alloys compressed under the deformation conditions of 1 200 ℃ and 1 s － 1 T91 钢在不同变形条件下的显微硬度如图 9 所示． 由图 9 可以看出: 当变形条件为 1 250 ℃ 、 0. 01 s － 1 时，显微硬度达到最大值 Hv 731，当变形 条件为 1 150 ℃ 、1 s － 1 时，显微硬最小，为 Hv 469; 就整体趋势而 言，应 变 速 率 为 1 s － 1 时 的 显 微 硬 度值偏 低，高 于 1 200 ℃ 时的显微硬度则相对 较高． 结合加工图、显微组织及力学性能，T91 钢在 1 200 ～ 1 250 ℃，应变速率不高于 0. 1 s － 1 时轧制，能 得到更好的力学性能． 图 9 试样在不同变形条件下试样的显微硬度 Fig． 9 Microhardness of specimens in different deformation conditions 3 结论 ( 1) T91 钢在 1100 ～ 1250 ℃，应变速率 0. 01 ～ 1 s － 1 的条件下，真应力 － 真应变曲线呈双峰特征; 钢 中发生了明显的动态再结晶，且再结晶类型属于连 续动态再结晶． ( 2) T91 钢的热变形激活能为 484 kJ·mol － 1 ，采 用 Zener--Hollomon 参数法构建 T91 钢高温塑性变 形的峰值应力 σ、应变速率ε ·和变形温度 T 之间的本 构 关 系 为 ε · = 2. 023 × 1016 ［sinh ( ασ) ) ］4. 617 6 × ( exp － 484 000 ) RT ． ( 3) T91 钢在应变速率大于 0. 1 s － 1 的区域为流 变失稳区，随着温度的升高，其功率耗散效率不断增 大，当温度高于 1 200 ℃ 时，其功率耗散效率均大于 30% ． ( 4) 结合热加工图、组织形貌及力学性能分析， T91 钢在 1 200 ～ 1 250 ℃，应变速率不高于 0. 1 s － 1 时 对合金进行热轧制，可以获得优良的综合力学性能． 参 考 文 献 ［1］ Ning B Q，Shi Q Z，Yan Z S，et al． Variation of martensite phase transformation mechanism in minor-stressed T91 ferritic steel． J Nucl Mater，2009，339( 1) : 54 ·303·