第4期 陈晓辉等：固溶处理对00Cr25N7Mo3N双相不锈钢超塑性和连接性能的影响 ·407· 5mm 图3超塑拉伸试样(960℃，1×103s1).(a)拉伸前试样：(b)1000℃：(c)1050℃：(d)1100℃：(e)1150℃：()1200℃：(g)1250 ℃：(h)1300℃：(i)1350℃ Fig.3 Super plastic deformed specimens at 960 C and 1x103s:(a)specimen before deformation:(b)1000C:(c)1050C:(d)1100 ℃：(e)1150℃；(01200℃：(g)1250℃：(h)1300℃：(i)1350℃ 1200叶(u 3.0 1200F0 800 1100 1000 芝1000 25 800 600 900 20 600 800 -·一延伸率 1.5 纱 400 -一延伸率 700 --Tgly 峰值应力 200 200 600 1.0 1050 1150 1250 1350 01050 11n 1250 13500 固溶温度℃ 固溶温度℃ 图4超塑拉伸曲线.(a)延伸率和x。/x,值：(b)延伸率和峰值应力 Fig.4 Curves of super plastic deformation tensile tests:(a)elongation and(b)elongation and peak stress 高的x.xv,可以获得相应高的延伸率，也即更好的 450 超塑性. -o-1100℃.1×103↓.变形209% --1100T.10MPa,5mm 2.3连接性能 425 超塑性扩散连接是利用双相不锈钢在超塑性状 400 态下具有低应力黏性流动的特点以及原子沿应力方 向扩散来实现界面两侧母材的治金结合.经固溶处 375 理的试样在60%冷变形后，分别进行两个方案的超 塑性扩散连接：(1)方案A,恒定压力状态下的扩散 35010W0 1100120013001400 连接，即在1100℃时，施加连接压力10MPa,连接 固溶温度℃ 5min;(2)方案B,恒定应变速率变形状态下的扩散 图5界面结合剪切强度曲线图 连接，即在1100℃时，应变速率1×10-3s-1,变形 Fig.5 Variation of interfacial shear strength 20%进行的超塑性扩散连接.图5给出了不同温度 5um,界面孔洞尺寸约为0.32um,且未闭合的孔洞 固溶处理的界面结合剪切强度曲线.从图中可以看 位于界面晶粒内部靠近晶界的位置，如图6（©）所 到，不同固溶处理试样在方案A和方案B两种连接 示；当固溶温度为1250℃时，界面晶粒尺寸为1~7 形式下得到的界面结合剪切强度值相差不大，也就 um,界面孔洞尺寸约为0.36μm,且未闭合的孔洞 是说，在连接温度相同和连接时间接近相等的情况 位于晶界交汇的三棱处，如图6(d)所示.对比可以 下，在连接试样变形较小（≤20%)的情况下，持续 看出，连接界面品粒的品界在连接压力的作用下，有 变化的压力加载方式和恒定的连接压力对于界面结 弯曲迁移的趋势，依附在界面晶粒晶界上的较小尺 合过程作用是大体相同的，都是促使试样表面紧密 寸的界面孔洞，随着晶界迁移而逐渐闭合，而依附在 贴合，形成连接界面 界面晶粒晶界上的较大尺寸的孔洞，由于连接界面 图6是在1100℃时，施加连接压力10MPa,连 晶粒的晶界在连接压力的作用下，摆脱界面孔洞的 接5min的恒定压力超塑性扩散连接界面扫描电镜 钉扎，向前迁移，连接压力和连接时间相同，所以较 照片.从图中可以看出，由于固溶处理温度的不同， 大尺寸孔洞没有完全闭合而滞留在晶粒内部.位于 初始晶粒尺寸不同.当固溶温度为1000℃时，界面 晶粒晶界交汇的三棱交线处的孔洞，由于压力的作 晶粒尺寸为5~9um,界面孔洞尺寸约为0.76m, 用在晶界三棱线处得到制衡，从而难以发挥压力产 且未闭合的孔洞位于晶界交汇的三棱处，如图6(a) 生的应力梯度对扩散的作用.同时由于连接界面晶 所示：当固溶温度为1150℃时，界面晶粒尺寸为1~ 粒尺寸相差不大，也就是说位于晶粒晶界三棱处的第 4 期 陈晓辉等: 固溶处理对 00Cr25Ni7Mo3N 双相不锈钢超塑性和连接性能的影响 图 3 超塑拉伸试样( 960 ℃，1 × 10 － 3 s － 1 ) ． ( a) 拉伸前试样; ( b) 1 000 ℃ ; ( c) 1 050 ℃ ; ( d) 1 100 ℃ ; ( e) 1 150℃ ; ( f) 1 200 ℃ ; ( g) 1 250 ℃ ; ( h) 1 300 ℃ ; ( i) 1 350 ℃ Fig． 3 Super plastic deformed specimens at 960 ℃ and 1 × 10 － 3 s － 1 : ( a) specimen before deformation; ( b) 1 000 ℃ ; ( c) 1 050 ℃ ; ( d) 1 100 ℃ ; ( e) 1 150 ℃ ; ( f) 1 200 ℃ ; ( g) 1 250 ℃ ; ( h) 1 300 ℃ ; ( i) 1 350 ℃ 图 4 超塑拉伸曲线． ( a) 延伸率和 xα /xγ值; ( b) 延伸率和峰值应力 Fig． 4 Curves of super plastic deformation tensile tests: ( a) elongation and xα /xγ ; ( b) elongation and peak stress 高的 xα /xγ，可以获得相应高的延伸率，也即更好的 超塑性． 2. 3 连接性能 超塑性扩散连接是利用双相不锈钢在超塑性状 态下具有低应力黏性流动的特点以及原子沿应力方 向扩散来实现界面两侧母材的冶金结合． 经固溶处 理的试样在 60% 冷变形后，分别进行两个方案的超 塑性扩散连接: ( 1) 方案 A，恒定压力状态下的扩散 连接，即在 1 100 ℃ 时，施加连接压力 10 MPa，连接 5 min; ( 2) 方案 B，恒定应变速率变形状态下的扩散 连接，即在 1 100 ℃ 时，应变速率 1 × 10 － 3 s － 1 ，变形 20% 进行的超塑性扩散连接． 图 5 给出了不同温度 固溶处理的界面结合剪切强度曲线． 从图中可以看 到，不同固溶处理试样在方案 A 和方案 B 两种连接 形式下得到的界面结合剪切强度值相差不大，也就 是说，在连接温度相同和连接时间接近相等的情况 下，在连接试样变形较小( ≤20% ) 的情况下，持续 变化的压力加载方式和恒定的连接压力对于界面结 合过程作用是大体相同的，都是促使试样表面紧密 贴合，形成连接界面． 图 6 是在 1 100 ℃ 时，施加连接压力 10 MPa，连 接 5 min 的恒定压力超塑性扩散连接界面扫描电镜 照片． 从图中可以看出，由于固溶处理温度的不同， 初始晶粒尺寸不同． 当固溶温度为 1 000 ℃ 时，界面 晶粒尺寸为 5 ～ 9 μm，界面孔洞尺寸约为 0. 76 μm， 且未闭合的孔洞位于晶界交汇的三棱处，如图 6( a) 所示; 当固溶温度为 1 150 ℃时，界面晶粒尺寸为1 ～ 图 5 界面结合剪切强度曲线图 Fig． 5 Variation of interfacial shear strength 5 μm，界面孔洞尺寸约为 0. 32 μm，且未闭合的孔洞 位于界面晶粒内部靠近晶界的位置，如图 6 ( c) 所 示; 当固溶温度为 1 250 ℃时，界面晶粒尺寸为 1 ～ 7 μm，界面孔洞尺寸约为 0. 36 μm，且未闭合的孔洞 位于晶界交汇的三棱处，如图 6( d) 所示． 对比可以 看出，连接界面晶粒的晶界在连接压力的作用下，有 弯曲迁移的趋势，依附在界面晶粒晶界上的较小尺 寸的界面孔洞，随着晶界迁移而逐渐闭合，而依附在 界面晶粒晶界上的较大尺寸的孔洞，由于连接界面 晶粒的晶界在连接压力的作用下，摆脱界面孔洞的 钉扎，向前迁移，连接压力和连接时间相同，所以较 大尺寸孔洞没有完全闭合而滞留在晶粒内部． 位于 晶粒晶界交汇的三棱交线处的孔洞，由于压力的作 用在晶界三棱线处得到制衡，从而难以发挥压力产 生的应力梯度对扩散的作用． 同时由于连接界面晶 粒尺寸相差不大，也就是说位于晶粒晶界三棱处的 ·407·