工程科学学报，第39卷.第10期：1525-1531,2017年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.10:1525-1531,October 2017 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2017.10.010;http://journals.ustb.edu.cn 氮含量对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢高温热变形行为 影响 张宝丽2)，陈刚四，孙永庆)，袁武华)，梁剑雄) 1)湖南大学材料科学与工程学院，长沙4100822)钢铁研究总院，北京100081 区通信作者，E-mail:chengan811@163.com 摘要采用Gleeble.38O0试验机对三种不同N含量的0Crl6Ni5Mo马氏体不锈钢进行等温热压缩实验.通过对真应变-应 力曲线及压缩后变形组织的观察，发现相同热变形条件下，N含量的增加提高了试验钢的流变应力，抑制了再结晶晶粒长大 采用Zener--Hollomon参数，以流变应力方程为基础，构建三种本构模型.通过观察拟合应力值与实验值的离散性，确定双曲 正弦模型更适用于本试验钢的本构方程计算，优化此计算模型，获得了三种试验钢的本构方程. 关键词马氏体不锈钢：N含量：流变应力：再结晶晶粒：本构模型 分类号TG142.7 Effect of nitrogen content on the hot deformation behavior of OCrl6Ni5Mo martensitic stainless steel ZHANG Bao-li),CHEN Gang,SUN Yong-qing?,YUAN Wu-hua,LIANG Jian-xiong? 1)College of Materials Science and Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China 2)Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China Corresponding author,E-mail:chengang811@163.com ABSTRACT The hot deformation behavior of 0Cr16Ni5Mo martensitic stainless steel with different nitrogen contents was studied on a Gleeble3800 thermal machine.The true strain-stress curves and deformed microstructures of the tested steels were investigated.The result shows that with an increase in nitrogen content,the stress increases and the recrystallized grain size reduces.Using the flow stress equation combined with Zener-Hollomon parameters,three constitutive equation models were established.Comparing the stress values from the constitutive equation models and the experiment,the hyperbolic sine model performed best.So,the constitutive equa- tions for the tested steels were obtained by using the hyperbolic sine mode,with some improvements made during the calculation. KEY WORDS martensitic stainless steel;nitrogen content;flow stress;recrystallized grain;constitutive model 0Crl6N5Mo超级马氏体不锈钢是在普通马氏体过程中产生开裂现象，影响工件的正常使用4.文献 不锈钢基础上降低C含量，增加Ni和Mo含量而研制[5]指出，研究合金的高温流变特性可以为制定合理 出的具有更高强度和硬度，且韧塑性和耐蚀性较好的 的产品加工工艺规程提供可靠的理论依据.然而日前 一种超低碳马氏体不锈钢]，被广泛应用于水利机 对于该钢的研究主要集中于材料中δ铁素体及热处理 械、航空航天、核工业等领域].然而化学成分中较高 制度方面[6-)，对热加工性能研究较少.Ma等[o通过 的铬含量使得该钢组织中具有一定数量的8铁素体，8 对不同N含量的0Cl6Ni5Mo马氏体不锈钢进行组织 铁素体与基体之间在成分上差异使得工件在高温锻造 和性能研究，发现强奥氏体稳定化元素N的增加不但 收稿日期：2017-01-10 基金项目：湖南省自然科学基金资助项目(2016J2025)工程科学学报,第 39 卷,第 10 期:1525鄄鄄1531,2017 年 10 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 39, No. 10: 1525鄄鄄1531, October 2017 DOI: 10. 13374 / j. issn2095鄄鄄9389. 2017. 10. 010; http: / / journals. ustb. edu. cn 氮含量对 0Cr16Ni5Mo 马氏体不锈钢高温热变形行为 影响 张宝丽1,2) , 陈 刚1) 苣 , 孙永庆2) , 袁武华1) , 梁剑雄2) 1) 湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082 2) 钢铁研究总院, 北京 100081 苣通信作者, E鄄mail: chengang811@ 163. com 摘 要 采用 Gleeble3800 试验机对三种不同 N 含量的 0Cr16Ni5Mo 马氏体不锈钢进行等温热压缩实验. 通过对真应变鄄鄄应 力曲线及压缩后变形组织的观察,发现相同热变形条件下,N 含量的增加提高了试验钢的流变应力,抑制了再结晶晶粒长大. 采用 Zener鄄鄄Hollomon 参数,以流变应力方程为基础,构建三种本构模型. 通过观察拟合应力值与实验值的离散性,确定双曲 正弦模型更适用于本试验钢的本构方程计算,优化此计算模型,获得了三种试验钢的本构方程. 关键词 马氏体不锈钢; N 含量; 流变应力; 再结晶晶粒; 本构模型 分类号 TG142郾 7 Effect of nitrogen content on the hot deformation behavior of 0Cr16Ni5Mo martensitic stainless steel ZHANG Bao鄄li 1,2) , CHEN Gang 1) 苣 , SUN Yong鄄qing 2) , YUAN Wu鄄hua 1) , LIANG Jian鄄xiong 2) 1) College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China 2) Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China 苣 Corresponding author, E鄄mail:chengang811@ 163. com ABSTRACT The hot deformation behavior of 0Cr16Ni5Mo martensitic stainless steel with different nitrogen contents was studied on a Gleeble3800 thermal machine. The true strain鄄鄄stress curves and deformed microstructures of the tested steels were investigated. The result shows that with an increase in nitrogen content, the stress increases and the recrystallized grain size reduces. Using the flow stress equation combined with Zener鄄鄄Hollomon parameters, three constitutive equation models were established. Comparing the stress values from the constitutive equation models and the experiment, the hyperbolic sine model performed best. So, the constitutive equa鄄 tions for the tested steels were obtained by using the hyperbolic sine mode, with some improvements made during the calculation. KEY WORDS martensitic stainless steel; nitrogen content; flow stress; recrystallized grain; constitutive model 收稿日期: 2017鄄鄄01鄄鄄10 基金项目: 湖南省自然科学基金资助项目(2016JJ2025) 0Cr16Ni5Mo 超级马氏体不锈钢是在普通马氏体 不锈钢基础上降低 C 含量,增加 Ni 和 Mo 含量而研制 出的具有更高强度和硬度,且韧塑性和耐蚀性较好的 一种超低碳马氏体不锈钢[1鄄鄄2] ,被广泛应用于水利机 械、航空航天、核工业等领域[3] . 然而化学成分中较高 的铬含量使得该钢组织中具有一定数量的 啄 铁素体,啄 铁素体与基体之间在成分上差异使得工件在高温锻造 过程中产生开裂现象,影响工件的正常使用[4] . 文献 [5]指出,研究合金的高温流变特性可以为制定合理 的产品加工工艺规程提供可靠的理论依据. 然而目前 对于该钢的研究主要集中于材料中 啄 铁素体及热处理 制度方面[6鄄鄄9] ,对热加工性能研究较少. Ma 等[10] 通过 对不同 N 含量的 0Cr16Ni5Mo 马氏体不锈钢进行组织 和性能研究,发现强奥氏体稳定化元素 N 的增加不但