1、PDF外文： http:/ 1 中文 5800 字 出处： International Journal of Fatigue, 2013, 56: 1-7 TP347H 奥氏体不锈钢在 550低循环疲劳下的动态应变时效对应变幅度的影响 HongWei Zhou,YiZhu He,Mian Cui,YuWan Cen， JianQing Jiang A.School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Key Lab of Advanced Metallic Materials,
2、 Southeast University, Nanjing, 211189 Jiangshu, PR China B.School of Materials Science and Engineering, Anhui Key Lab of Materials Science and Processing, Anhui University of Technology, Maanshan, 243002 Anhui, PR China C.School of Mechanical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan, 2
3、43002 Anhui, PR China Article info Article history: Received 1 March 2013 Received in revised form 4 July 2013 Accepted 6 July 2013 Available online 27 July 2013 2 摘要： TP347H（奥氏体）不锈钢在 550下 ,应变速率为 1-3- s108 进行低循环疲劳（ LCF）试验，总应变幅度为 %4.0/2 t 和 %0.1 。研究结果表明，该钢在 550下的循环载荷的应激反应和位错结构强烈依赖
4、于应变幅度的值。与那些相同的应变幅度在室温相比，该材料表现出了快速形变软化，并最终在 550， %4.0/2 t 时达到稳定状态，但在达到稳定的过程中会呈现出一个异常现象，即首先快速硬化到最大应力，随后在 %4.0/2 t 时还原软化。第一次循环中因位错交叉滑移和平面结构造成更多的晶粒发生动态应变时效（ DSA），在 0.4的低应变幅度下限制进一步交叉滑移。也有比较复 杂的位错结构，诸如应变幅度 %0.1/2 t 的晶粒，细长的晶粒，晶界和平面结构。扫描电子显微镜（ SEM）和透射电子显微镜（ TEM）的观察结果排除马氏体相变，蠕变，氧化和沉淀这些应激反应和微观结构演变可能是在 550出现 D
5、SA 的影响。 关键词： TP347H 奥氏体不锈钢，动态应变时效，低循环疲劳，循环应力响应，位错结构 一、 绪论 奥氏体不锈钢（ ASS）已广泛应用在超临界火电厂和石化工业的结构材料中。它也是核燃料的候选材料，其可以作为热交换器、反应器压力容器和主配管，在下一代核反应堆的包层中使用。由于温度梯度必然存在，高温 系统的组成部分通常要受交变的热应力作用，尤其是在开始或结束的时刻，或者在温度瞬变时刻。因此，考这些组件设计低循环疲劳（ LCF）是必要的。 许多研究已经聚焦在室温（ RT）和升高的
6、温度时 ASS 的 LCF 行为 1 10。在这期间 LCF能够影响循环行为和微观结构演变，如马氏体相变，碳化物的析出 1，以及 DSA2.当在 RT和温度低于 100时， ASS 将在交变荷载作用下发生形变诱发马氏体转变，其中某些研究已被报道了与形变幅度相关的以及与累积塑性变形的程度相关的形变诱发马氏体转变 3 3 7。形变诱发马氏体转变的导致循环硬化。研究表明，在 250到 650的高温下，在交变应力和单调拉伸载荷作用时， DSA 通常对应激反应， LCF 的发生， ASS 的微观结构 2和 8有显著影响。据报道，在 LCF 负载下 DSA 机制与在拉伸载荷下的 DSA 机制一致 10。
7、DSA 表现形式为应力 -应变曲线上锯齿状，环状峰值应力和软化比率与温度负相关 9。尽管认为锯齿状突起是 DSA 的表现形式之一，但最近的研究已经发现，对 316L（ N）的循环加载， DSA 则发生在锯齿状之前 2和 10 。 在 DSA 机制下，循环变形位错的结构和无 DSA 机制时不同，这是由于位错和杂质原子（ 如 C 或 N 在 250-450，铬在 450-650）时的相互作用 2 ， 11和 12。与无 DSA 机制的晶粒相比， DSA 机制下的平 面结构能造成位错结构改变。一般来说，在 DSA 机制下可以观察到两种类型的平面结构
8、，即平面的滑移带 8,9， 13和 14和灯芯绒结构，其中灯芯绒结构已在250-450的真空中投入研究 15，并且最近有研究发现了 300空气中循环载荷作用下的灯芯绒结构 16。 在 250 至 450介质温度范围内，溶质原子的铃木气团 11和 16，或 Snoek 气团用短程顺序（ SRO）的特性限制了位错的交叉滑移 17，从而产生位错结构的多个平面特征。固溶 Cr原子气团在低氮 ASS 或 Cr-N SRO13和 18或 高氮 316 ASS 中，在 500-650的温度范围内能有效固定位错，这造成位错在特定平面滑移，表现为平面结构。
9、 溶质原子气团可以有效固定位错，从而获得更高的固定位错密度。由于溶质的固定，LCF 期间，在平面滑移带之间缓慢移动的位错提高变形的不均匀程度。由于 DSA，微观平面在主要应激反应阶段和二次循环硬化的最后阶段造成循环硬化。据报道， DSA 降低 LCF的寿命，这是由于 DSA 诱发循环硬化，从而加速裂纹产生和扩展 7， 9和 14。 根据这些 研究 7， 9和 14，可以看出简单的位错结构的发展就是平面结构在晶粒有 DSA机制和无 DSA 机制下的发展。众所周知，位错的结构依赖于 LCF 在 RT 下的应变幅度 19 。我们发现在循环应力 应变曲线中的位错结构 ： 设在 ap （塑性应变幅度 <0.01时）产生平面状位错，则不完整的脉状结构与持久滑移带的 ap 在 0.01和 0.1之间，并且晶粒结构 0.1ap 。
