TRIP型双相不锈钢Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si在循环变形条件下的力学特性

通过系列循环加载实验,研究了TRIP型双相不锈钢Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si在循环变形条件下的力学特性,同时结合TEM分析,讨论了微观机理。结果表明,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢在单调加载条件下力学性能优异,表现出TRIP型双相不锈钢典型的"三阶段"硬化特征;Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢的循环硬化/软化特性对应变幅和循环周次敏感。在小应变幅下,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢先初始循环硬化(循环周次N<5 cyc),随后大幅循环软化后逐渐稳定。而在大应变幅下,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢变形初期(N<5 cyc)迅速循环硬化后,持续循环软化,未达循环稳定而直至疲劳失效。循环变形过程中铁素体相中形成的位错墙是Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢整体循环软化的主要原因;而较大应变幅下奥氏体会发生循环诱导ε马氏体相变,抑制软化,从而使得Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢循环软化率随(塑性)应变幅的增大表现出先快速增大,后缓慢增大,最后降低的趋势。相比于单调加载状态,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢随应变幅的增加表现出"硬化→软化→再硬化"规律。另一方面,Fe-19.6Cr-2Ni-2.9Mn-1.6Si钢循环应力幅与塑性应变幅间(lgσa-lgεa)表现出三阶段的线性关系,对应的循环硬化指数(n’)分别为:0.16 (阶段Ⅰ)、0.09 (阶段Ⅱ)和0.17 (阶段Ⅲ);各阶段n’的变化分别与两相间协调变形(Ⅰ→Ⅱ)及循环诱导ε马氏体相变(Ⅱ→Ⅲ)有关。