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316LN不锈钢管的动态再结晶行为与晶粒细化 低层错能的金属材料在热塑性变形过程中，动态再结晶是其主要的软化机制。316LN不锈钢管为典型低层错能钢，在再结晶温度线以上可以发生动态再结晶。动态再结晶是以无畸变的晶核生成、长大形成再结晶晶粒代替含有高位错密度的形变晶粒的过程，在消除大量位错的同时可以达到细化晶粒的目的。图１ａ为１１００℃时，316LN不锈钢管原始试样显微组织；图１ｂ为１１００℃、应变速率为０．０１ｓ－１时，316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的试样显微组织。 核电主管道锻造时应变速率可达０．０１ｓ－１量级。热力学模拟实验［６］得到了316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的规律，即随着真实应变的增加，流动应力趋于稳态，其临界的真实应变值为稳态应变εｓ。根据实验结果，稳态应变εｓ和Ｚ参数之间存在以下关系：εｓ＝０．１５３Ｚ０．０４４。其中，Ｚ为Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数，即温度补偿应变速率因子。316LN不锈钢管发生动态再结晶后的晶粒尺寸ｄＤＲＸ与Ｚ参数之间的关系为ｄＤＲＸ＝６．１０８×１０６Ｚ－０．３９２。根据以上公式，可以计算获得316LN不锈钢管在应变速率为０．０１ｓ－１条件下，各个温度的稳态应变εｓ以及晶粒尺寸ｄＤＲＸ，如表１中所示。 ＡＳＴＭ４级的晶粒大小大约为８０μｍ，因此在锻造的过程中，如果能保证每个温度条件下，316LN不锈钢管的真实应变大于稳态应变，则锻造后的晶粒尺寸可以达到ＡＳＴＭ４级或更细。在锻造的过程中，锻件温度是逐渐降低的。本文通过热力学模拟实验［７］，研究了316LN不锈钢管多道次变形条件下的动态再结晶行为。图２中为316LN不锈钢管在不同变形温度梯度、应变速率为０．０１ｓ－１条件下的双道次变形试样显微组织。其中：Ｔ１，Ｔ２，ε１和ε２分别为第１、２道次的变形温度和应变量。用截线法计算得到其晶粒尺寸分别为（ａ）５０．５μｍ和（ｂ）２３．８μｍ，满足晶粒度要求。因此，在１０５０～１２００℃的高温区，在锻造条件允许的情况下，增大316LN不锈钢管锻造时的变形量，有利于保证动态再结晶的充分发生和晶粒细化。
以316不锈钢管为研究对象，采用火花直读光谱仪检测316不锈钢管的基本成分，利用高温真空硬度计对316不锈钢管不同温度下的维氏硬度进行测试与分析，采用金相显微镜对316不锈钢管的组织结构进行分析。分别以GCr15钢、440C钢、316不锈钢管、304不锈钢管球为摩擦副，与316不锈钢管圆盘在 摩擦磨损试验机上进行球盘摩擦实验。结果表明：干摩擦条件下，316不锈钢管的表面耐磨性能优于304不锈钢管，弱于GCr15钢与440C钢。316不锈钢管与GCr15钢的高温摩擦实验表明：316不锈钢管的耐磨性能随摩擦温度的升高逐渐降低。温度的升高导致316钢组织变软，以致加剧试样与摩擦副之间的黏附黏着，导致严重磨损。 不锈钢管有着良好的耐腐蚀性能，优异的加工性能，在多个领域得到了广泛的应用。奥氏体不锈钢管是不锈钢管中使用量和生产量 的一种钢材，以其优异的耐腐蚀性能和加工成型性能成为现代工业中重要的工程材料之一。奥氏体不锈钢管是面心立方结构，无磁性，它的含铬量在17％～25％之间，含镍量在8％～25％之间。它在室温下的组织为奥氏体，有着良好的塑性以及焊接性。由于其不但具备优良的耐腐蚀性能，而且有着良好的力学性能和加工性能，从而在机械设备领域获得了广泛的应用。
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