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本文利用金屬型鑄造方法，成功地鑄造出了1Cr18Ni8Ti奧氏體不銹鋼管，0Cr17Mn14Mo2N雙相不銹鋼管和1Cr25Ni20Si2耐熱不銹鋼管的空心管坯，并對空心鑄造管坯進行了熱擠壓及冷軋的實驗研究。同時分別研究了這三種不銹鋼管的高溫熱變形行為。雙相不銹鋼管的高溫熱塑性、以及熱處理對兩相的組織形態(tài)、數(shù)量及分布的影響。

通過上述研究工作得出如下結(jié)論:本文所開發(fā)的利用金屬型鑄造管坯直接熱擠壓是一種全新的無縫管材制備工藝，該工藝與傳統(tǒng)的無縫管材加工工藝相比，具有工藝流程短、設(shè)備要求少、投資低，能耗小、材料利用率高及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。該工藝省去了傳統(tǒng)工藝中的熱穿孔及域鍛造兩道主要影響管坯成材率及管坯質(zhì)量的重要工序，因而對于制備高合金、高精度、多品種、小批量的無縫鋼管材具有重要的實用意義。

本文利用該新工藝制備出的三種類型無縫不銹鋼管具有一定的代表性:1Cr18Ni8Ti代表了塑性較好的各類不銹鋼，而0Cr17Mn14Mo2N代表了合金含量較高，變形抗力較大，熱塑性較差的各種雙相不銹鋼管，1Cr25Ni20Si2代表了合金含量較高，高溫變形抗力較大的各類耐熱不銹鋼管。因此這種新的短流程制管工藝完全可以推廣到各類不銹鋼管的制備生產(chǎn)中.新工藝所制備的不銹鋼管材的各項性能指標均達到了傳統(tǒng)工藝的水平，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝制備各類不銹無縫鋼管。金屬型鑄造不銹鋼空心管坯具有較高的室溫力學性能，達到了電磁離心鑄造空心管坯的性能水平，這為后續(xù)的冷、熱加工創(chuàng)造了良好的條件，亦為鑄造管坯的直接冷軋成型提供了理論依據(jù)。

鑄態(tài)1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼管的主要軟化機制是動態(tài)再結(jié)晶，熱變形參數(shù)決定了鑄態(tài)奧氏體不銹鋼的動態(tài)再結(jié)晶行為。與鍛態(tài)相比，鑄態(tài)奧氏體不銹鋼管在高溫熱變形中當溫度較低時具有更高的流變應(yīng)力，但隨著溫度的升高，這種差別會逐漸減小。鑄態(tài)與鍛態(tài)奧氏體不銹鋼管具有相似的動態(tài)再結(jié)晶行為。鑄態(tài)組織經(jīng)過熱變形后可順利過渡到變形態(tài)。金屬型鑄造0Cr17Mn14Mo2N雙相不銹鋼管有兩種凝固模式，即表面激冷層以奧氏體相為先析出相，其余部分以鐵素體為先析出相，在隨后的冷卻過程中發(fā)生了δ→γ的固態(tài)相變。

當對鑄態(tài)0Cr17Mn14Mo2N雙相不銹鋼管在高溫加熱時會引起δ-鐵素體的形態(tài)、分布及數(shù)量發(fā)生很大的變化。鐵素體的形態(tài)從樹枝狀逐慚變?yōu)閳A滑的長條狀再到球狀。同時分布也從樹枝狀的集中分布變?yōu)榍驙畹木鶆蚍植迹�這種組織形態(tài)對于高溫變形是非常有利的。鐵素體的數(shù)量也隨著溫度的升高而增加。高溫加熱時也會引起合金元素Cr、Mn、Mo、si等在奧氏體和鐵素體各相中的重新分布。

為了得到適合于熱加工的組織形態(tài)，雙相不銹鋼管的均質(zhì)化溫度應(yīng)選擇在1100～1150℃之間。當溫度偏于1100℃時，可采用較長的加熱時間。當溫度偏于1150℃時加熱時間在4小時之內(nèi)即可得到在奧氏體基體上均勻分布的球狀鐵素體雙相組織。鑄態(tài)0Cr17Mn14Mo2N雙相不銹鋼管的高溫熱塑性隨著溫度的升高而增加，而其鍛態(tài)的高溫熱塑性在1100～1150℃之間存在極大值。因此在熱加工溫度范圍內(nèi)鑄態(tài)雙相不銹鋼比鍛態(tài)雙相不銹鋼更適于熱加工。

鑄態(tài)0Cr17Mn14Mo2N雙相不銹鋼管熱變形時的變形參數(shù)，如變形溫度、變形速率決定了鑄態(tài)雙相不銹鋼管的動態(tài)再結(jié)晶及熱變形行為，提高變形溫度及降低變形速率都有利于動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。在該鑄態(tài)雙相不銹鋼管中的鐵素體相內(nèi)只發(fā)生了動態(tài)回復(fù)，而奧氏體相內(nèi)發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶.該鑄態(tài)雙相不銹鋼管的熱壓縮變形撇活能為480KJ/mo。鑄態(tài)1Cr25Ni20Si2耐熱不銹鋼管的高溫熱變形行為可用下述公式來描述:其高溫熱激活能為454.5kJ/mo，比鑄態(tài)1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼管的熱激能高。鑄態(tài)1Cr25Ni20Si2耐熱不銹鋼管的動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的臨界變形條件為，當變形溫度較低時，流變應(yīng)力對變形速率的變化更敏感m.tjcijian.com