·56· 北京科技大学学报 第35卷 是，这些研究没有结合真应力-应变曲线和加工硬化 线呈现上挠趋势，说明此曲线不能用简单的Ludwik 曲线的特点及不同变形过程中的组织特征系统地提 幂指数函数模型来描述316L不锈钢的真应力与应 出冷变形过程中加工硬化的机制.本文通过不同变 变的关系，需要对Ludwik函数进行适当的修正8例 形量的室温压缩试验，利用修正后的Ludwik模型 修正后的函数如下式所示： 描述了316L冷变形的真应力-应变曲线和加工硬化 a=Kemi+nalne (1) 曲线，结合不同变形量的冷变形过程中的微观组织 与马氏体相变，讨论了不同冷变形阶段的加工硬化 式中，o表示真应力，e表示真应变，K、n1和2 机制和组织特点 为常数. 1200 1实验材料与方法 1000 实验材料取自商用316L不锈钢热轧中厚板，厚 20% 度为20mm,通过线切割将材料加工成尺寸为12 800 40% 30% mm×12mm×18mm的试样，并进行了适当的热处 600 10% 理.材料的化学成分（质量分数，%）为：C0.016, B 400 Si0.510,Mn1.110,P0.022,S0.001,i10.110,Cr 200 16.320,Cu0.030,Mo2.060,N0.032,Fe余量. 试样在室温下用徽机电子万能试验机(Sans 0.00.10.20.30.40.50.6 CMT4305)进行压缩变形，工程应变量e分别为 真应变 10%、20%、30%和40%，变形速度为0.5mm-min-1, 图1316L不锈钢不同变形量下的真应力-应变曲线 并实时记录载荷位移曲线，由此计算得到真应力- Fig.1 True stress-strain curves of 316L stainless steel under 应变曲线.冷变形后的样品沿压力轴向剖成两半后， different deformations 采用TH320洛氏硬度计对剖面进行硬度测试，采用 X射线衍射技术(Rigaku D/Max2500)分析试样的 相结构，采用(PeCg+HCl+H2O)溶液对试样进行 腐蚀，并利用Leica DMR光学显微镜(OM、 Cambridge-S:250扫描电镜(SEM)和JEM-2010透 射电镜(TEM)观察试样的显微组织. 2实验结果与分析 20% 2.1真应力-应变曲线及加工硬化曲线 10% 30% 图1为316L不锈钢在不同变形量下的真应力- 40% 应变曲线.由图可以看出不同变形量的曲线都重叠 -16-14-12-10-8-6-4-20 在一起，即变形量为10%、20%和30%时的真应力- Ine 应变曲线均可以看成是变形量为40%真应力-应变 图2316L不锈钢不同变形量下的双对数曲线 曲线的一部分、在室温压缩变形下，流变应力随变 Fig.2 Double logarithmic curves of 316L stainless steel un- 形量的增加而增大.根据流变应力的变化情况，通 der different deformations 过直线相交法可以把图中曲线分为三部分(A,B, 利用1stOpt非线性拟合软件中的Levenberg C):当真应变小于0.02时（曲线A部分），流变应力 Marquardt加通用全局优化法按式(1)对316L不 几乎成线性迅速增加：当真应变在0.02与0.29之 锈钢的真应力和应变数据进行拟合，得到三个参数 间时（曲线B部分），流变应力增加有所减慢，但流 分别是K=1585.548,n1=0.582,n2=0.009,这样得 变应力与真应变仍保持良好的线性关系：当真应变 到316L不锈钢的真应力-应变曲线关系式为 大于029时（曲线C部分），流变应力增加的趋势 减缓，线性度下降 0=1585.548e0.582+0.0091ne (2) 对真应力和真应变进行自然对数计算，可求出 图3是316L不锈钢变形量为40%时实测的真 对应的真应力-应变双对数曲线，如图2所示，其曲 应力-应变曲线和通过式(2)拟合的曲线.由图可以北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 是, 这些研究没有结合真应力一应变曲线和加工硬化 曲线的特点及不同变形过程中的组织特征系统地提 出冷变形 过程 中加工硬化的机制 本文通过不 同变 形量 的室温压缩试验 , 利用修正后的 模型 描述 了 冷变形的真应力一应变 曲线和加工硬化 曲线 , 结合不同变形量的冷变形过程 中的微观组织 与马 氏体相变 , 讨论了不同冷变形阶段的加工硬化 机制和组织特点 线呈现上挠趋势, 说明此曲线不能用简单的 幂指数 函数模型来描述 不锈钢的真应 力与应 变 的关系 , 需要对 议 函数进 行适 当的修正 修正后的函数如下式所示 。”` “, ` 式 中, 。表示真应力, ￡表示真应变, 、 , 和 御 为常数 溯硼 侧赋只肩﹄` 实验材料与方法 实验材料取 自商用 不锈钢热轧中厚板 , 厚 度为 幻以, 通过线切割将材料加工成尺寸为 又 义 的试 样, 并进行了适 当的热处 理闭 材料的化学成分 质量分数, 为 , , , , , , , , , , , 及 余量 试样在室温下用微机电子万能试验机 进行压缩变形, 工程应变量 己分别为 、 、 和 , 变形速度为 · 一, 并实时记录载荷一位移曲线, 由此计算得到真应力 应变曲线 冷变形后的样品沿压力轴向剖成两半后, 采用 洛氏硬度计对剖面进行硬度测试 , 采用 射线衍射技术 , 分析试样 的 相结构 , 采用 十 十 溶液对试样进行 腐蚀 , 并利用 光学显微镜 、 扫描 电镜 和 林 透 射电镜 观察试样 的显微组织 实验结果与分析 真应力一应变曲线及加工硬化曲线 图 为 不锈钢在不同变形量下的真应力 应变 曲线 由图可 以看 出不 同变形量的 曲线都重叠 在一起 , 即变形量为 、 和 时的真应力 应变 曲线均可 以看成是变形量 为 真应力一应变 曲线的一部分 在室温压缩变形下, 流变应 力随变 形量的增加而增大 根据流变应力的变化情况 , 通 过直线相交法可以把图中曲线分为三部分 , , 当真应变小于 时 曲线 部分 , 流变应力 几乎成线性迅速增加 当真应变在 与 之 间时 曲线 部分 , 流变应力增加有所减慢 , 但流 变应力与真应变仍保持 良好的线性关系 当真应变 大于 时 曲线 部分 , 流变应力增加 的趋势 减缓 , 线性度下降 对真应力和真应变进行 自然对数计算 , 可求 出 对应 的真应力一应变双对数曲线 , 如图 所示 , 其 曲 一 产…侧勺 图 址 真应变 不锈钢不同变形量下的真应力一应变曲线 江丫 一 台 一 一 层︶月︵﹄目匕 一 一 一 一 一 一 一 一 已 图 不锈钢不同变形量下的双对数曲线 利用 非线性 拟合软 件中的 加通用全局优化法按式 对 不 锈钢的真应力和应变数据进行拟合, 得到三个参数 分别是 , , 。 , 这样得 到 不锈钢的真应力一应变 曲线关系式为 口 · · 图 是 不锈钢变形量 为 时实测的真 应力一应变 曲线和通过式 拟合的曲线 由图可以