导读：双相不锈钢以其优异的耐腐蚀性能广泛应用于桥梁建造、海水工程等诸多领域，然而高的加工硬化率使其难以通过常规的冷变形成形。本文利用超塑性成形的方式，成功对3207双相不锈钢进行了变形量接近1000%的超塑性变形。将试样变形段根据界面面积的不同划分为3个变形区域，通过EBSD和TEM等手段分别研究了不同区域的组织演变、变形机理和再结晶机制。这是首次将超塑性变形试样看作不均匀变形物体，对于超塑性变形过程中的组织演变进行研究。
双相不锈钢由于耐腐蚀性能优异，常备用作抵抗海洋环境腐蚀的结构材料。在双相不锈钢加工的过程中，由于其室温加工硬化率极高，采用常规的冷变形极易产生开裂。因此，相关的研究人员采用超塑性变形的方式在高温、低应变速率条件下进行双相不锈钢的成形。
目前，有关双相不锈钢超塑性的研究主要集中在前处理工艺参数、变形温度、应变速率等对于双相不锈钢超塑性的影响。在这些研究中，超塑性变形试样的变形段通常被看作均匀变形的材料处理。有关超塑性变形的机理及其对于再结晶行为的影响尚不清楚。
基于此，北京科技大学材料科学与工程学院任学平教授团队利用超塑性成形的方式，成功对3207双相不锈钢进行了变形量接近1000%的超塑性变形。研究了超塑性变形后，横截面面积不同的3207双相不锈钢的组织与再结晶行为，相关研究结果以题为Effect of superplastic deformation on microstructure evolution of 3207 duplex stainless steel发表在Materials Characterization上。论文的******作者为北京科技大学材料科学与工程学院博士生李晶琨。论文链接：https://sciencedirect.com/science/article/pii/S1044580319334114
本文首先在温度950 ℃、应变速率1.5×10-3 s-1的条件下实现了双相不锈钢的超塑性变形，变形量接近1000%。之后，通过对于不同变形部位以及夹持端未变形部位的相分布、晶界分布与取向差、几何必须位错密度等分析，将超塑性变形的四个阶段与不同变形部位相联系，阐明了超塑性变形对于3207双相不锈钢组织的影响，并进一步研究了超塑性变形过程中铁素体与奥氏体的再结晶机制。
图1 原材料的表征
图2 拉伸后试样尺寸、硬度与微裂纹的表征
图3 拉伸后不同部位的晶粒尺寸与形貌表征
图4 拉伸后不同部位的晶界图
图5 铁素体与奥氏体中的取向差
图6 拉伸后不同部位的几何必须位错密度
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图7 拉伸后不同部位的晶粒TEM形貌
图8 铁素体的ODF图
图9 奥氏体的ODF图
图10 拉伸后不同部位的相分布与相比例
图15 超塑性变形过程组织演变机理版权声明※感谢作者团队的大力支持！
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