形变诱导析出在SAF2205超塑组织细化中的作用

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.01.016 第26卷第1期 北京科技大学学报 Vol.26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 形变诱导析出在SAF2205超塑 组织细化中的作用 张沛学任学平谢建新王伟 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要运用变形能、相变温度、原始晶粒尺寸与金属组织细化之间的关系，提出了控制σ相 析出的新方法.在此基础上，用分段恒温拉伸的方法，对SAF2205钢恒温热拉伸后的性能和 微观组织进行了实验研究，研究结果表明：采用变温的恒温热拉伸方法，通过快速冷却，使σ 相的析出发生在变形过程中，细小、弥散分布的σ相可以抑制晶粒的长大：为了保证σ相的形 变诱导析出，实现双相不锈钢的低温超塑性变形，需要采用较快的冷却速度. 关键词晶粒细化：形变诱导析出；变形能：超塑性 分类号TG113.2 双相不锈钢的超塑性是由微细晶粒超塑性 临界晶核的形成功，k为玻耳兹曼常数，T。为相 和相变超塑性共同作用的结果，目前，对双相不 变温度，W为变形能，△H为摩尔相变潜热， 锈钢超塑性的解释有晶粒转动、晶界滑移和晶粒 由式(1)可知：对于具有相变的材料，相变温 转出等变形机制模型，而这些模型中都没有涉 度T。越低，所得到的晶粒尺寸越小，相变温度是 及到晶粒细化的问题.实际上，在双相不锈钢超 可以通过冷却速度来进行调整的，冷却速度越 塑性变形过程中，晶粒的不断细化是获得超塑性 快，相变温度越低，晶粒尺寸越小，当变形温度与 的重要原因.可见，探讨双相不锈钢在超塑性变 相变温度相同时，就会发生形变诱导相变，使双 形过程中的组织细化原因和影响因素，是一项值 相不锈钢的晶粒得到明显的细化.变形能是由变 得重视的工作.本研究的目的是从理论上分析变 形量和变形温度所决定的，变形量越大，变形温 形能、相变温度、原始晶粒尺寸与金属组织细化 度越低，材料变形抗力越高，变形能也就越大，所 之间的关系，为双相不锈钢恒温热拉伸过程组织 得到的晶粒尺寸越小， 转变以及组织细化技术的开发提供理论依据，同 对于双相不锈钢，σ相析出也是一种相变过 时也为实现双相不锈钢低温超塑性奠定基础. 程.σ相的弥散析出，有利于细化组织，提高双相 不锈钢的超塑性，为了创造σ相弥散析出的条件， 1研究方法 需要控制σ相析出过程， 对于双相不锈钢，800~950℃是σ相最容易析 根据式(1)，本研究设计了如图1所示的研究 出的温度区域.σ相是一种脆性相，对双相不锈钢 方法.首先将试样加热到960℃，保温3min,变形 的室温塑性有不利的影响.但是双相不锈钢所具 ↑960℃，保温3min,变形30% 有的良好超塑性特点，暗示了σ相在双相不锈钢 M 2℃s降温+850℃拉伸 超塑性变形过程中起着非常重要的作用.下式给 、20℃s降温+850℃拉伸 出了晶粒尺寸随变形能、相变温度、原始晶粒尺 WWWM 寸的变化规律： d.-desp1-exp (1) 式中，d,为晶粒尺寸，d为原始晶粒尺寸，△G为 时间/s 收稿日期200303-17张沛学男，37岁，博士生 图1分段恒温热拉伸实验过程示意图 *北京市科委基金资助项目No.9550310900) Fig.1 Whole procedure during the isothermal tensile test

第 2 6 卷 第 1期 2 004 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u rn a l fO U n vi e rs tiy o f s e le n c e a n d l’e c h . o l o gy B e ji恤 g Vb l . 2 6 N 0 . 1 F e b 。 2 0 4 形变诱导析出在 S A F 2 2 0 5 超塑 组织细化 中的作用 张 沛学 任 学平 谢建新 王 伟 北 京科技 大学 材料 科学 与工程 学院 , 北京 10 0 0 83 摘 要 运 用变形 能 、 相变温 度 、 原始 晶粒尺 寸 与金 属组织 细化 之 间的关 系 , 提 出 了控制 6 相 析 出的 新方法 . 在 此基 础上 , 用 分段恒 温 拉伸 的方 法 , 对 S A F 2 2 05 钢 恒温 热拉 伸后 的性 能和 微观 组织 进行 了实 验研 究 . 研究 结果 表 明 : 采 用变 温 的恒温 热拉伸 方法 , 通过 快速冷 却 , 使。 相 的析 出发生 在变 形过程 中 , 细 小 、 弥 散分 布 的。 相 可 以抑 制晶粒 的长大 ; 为 了保 证口 相 的形 变诱 导析 出 , 实现双 相不锈 钢 的低温 超 塑性 变形 , 需要采 用较 快 的冷却 速度 . 关键 词 晶粒 细化 ; 形变 诱 导析 出 ; 变 形能 ; 超塑 性 分类 号 T G 1 13 2 双相 不锈 钢 的超 塑 性 是 由微 细 晶粒 超 塑 性 和相 变超 塑 性共 同作用 的结 果 . 目前 , 对 双相 不 锈钢 超塑 性 的解释 有 晶粒转 动 、 晶 界滑移 和 晶粒 转 出等变 形机 制模 型 `, .2] , 而这 些模 型 中都 没有 涉 及 到 晶粒 细 化 的 问题 . 实 际 上 , 在 双相 不 锈钢 超 塑性 变形 过程 中 , 晶粒 的不 断细 化 是获得 超 塑性 的重 要 原 因 . 可见 , 探讨 双 相不 锈 钢在 超 塑性 变 形过程 中 的组织 细化 原 因和 影响 因素 , 是 一项 值 得重视 的 工作 . 本研 究的 目的是 从理 论上 分析 变 形能 、 相变 温度 、 原 始 晶粒尺 寸 与金 属 组织 细 化 之 间的关 系 , 为双相 不锈 钢恒 温热 拉 伸过 程组 织 转 变 以及组 织细 化技术 的开 发提 供理 论依据 , 同 时也 为实 现双 相 不锈 钢 低温 超 塑性 奠 定基 础 . 侧户、明滚只口 1 研 究方 法 对 于双 相不 锈钢 , 8 0 一9 50 ℃ 是 6 相最 容 易 析 出的温度 区域 . G 相是 一种 脆性 相 , 对双 相不 锈 钢 的室温 塑性 有不 利 的影响 . 但 是双 相不 锈钢 所 具 有 的 良好超 塑 性特 点 , 暗 示 了G 相在 双相 不 锈钢 超塑 性变 形过 程 中起着 非常 重要 的作用 . 下 式给 出了 晶粒尺 寸 随变 形 能 、 相 变温 度 、 原始 晶 粒尺 寸 的变化 规 律 `3] : 临 界 晶核 的形 成 功 , k 为 玻 耳 兹 曼 常 数 , 0T 为相 变 温度 , 砰 为变 形 能 , A 万 为摩 尔相 变潜热 . 由式 ( l) 可知 : 对 于 具有 相变 的材 料 , 相 变温 度 0T 越 低 , 所 得 到 的 晶粒尺 寸 越 小 . 相变 温 度是 可 以通 过 冷却 速 度 来进 行 调 整 的 , 冷 却速 度越 快 , 相 变温 度越低 , 晶粒 尺寸越 小 . 当变 形温 度与 相 变温 度 相 同 时 , 就会 发 生形 变诱 导 相变 , 使双 相 不锈钢 的晶粒得 到 明显 的细 化 . 变形 能是 由变 形 量和 变 形温 度所 决 定 的 , 变 形量 越大 , 变 形温 度越 低 , 材料 变形 抗 力越 高 , 变 形 能也就越 大 , 所 得 到 的晶 粒尺 寸越 小 . 对 于 双相 不 锈 钢 , 0 相 析 出也 是 一种 相 变 过 程 . 6 相 的弥 散析 出 , 有 利 于细 化组 织 , 提 高双 相 不锈 钢 的超塑性 . 为 了创 造 6 相 弥散析 出的条件 , 需要 控 制。 相析 出过 程 . 根 据式 ( 1) , 本研 究设 计 了如 图 1 所示 的研 究 方法 . 首 先 将试 样加 热 到 9 60 ℃ , 保温 3 m in , 变 形 t 9 6 0 c0 , 保温 3 m in ,变形 3 0 0, 2℃ s/ 降温十 8 50 ℃ 拉伸 卜 、 20 ℃ s/ 降温十 850 ℃拉伸 , 卜△’G ) , ( 牙 1 a p 一 a o e xP I万丽下L ` 一 ex p ( 一 五万)」J 式 中 , dP 为 晶粒尺 寸 , d0 为 原始 晶粒 尺 寸 ( l ) , △’G 为 收稿 日期 20 03 刁3一 17 张 沛学 男 , 3 7 岁 , 博 士生 * 北京市 科委基 金 资助项 目(N 0 . 9 55 0 3 10 9 00 ) 时 间s/ 图 1 分 段恒 温热 拉伸 实验 过程示 意 图 F ig · 1 W h 0 l e Por e de u re d u irn g ht e is o t h e r m a l t e n s业 俪t DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2004. 01. 016

Vol.26 No.1 张沛学等：形变诱导析出在SAF2205超塑组织细化中的作用 57· 30%。为形变诱导析出创造条件.然后通过快速 图3是冷却速度分别为2℃/s,20℃s时恒温 冷却至850℃，进行热拉伸，使σ相在变形过程中 热拉伸后的透射电镜照片.从图3(a)中可以看 析出，由此获得细小、均匀的σ相. 出，当冷却速度比较低的时候，组织中析出相较 少，并且析出相颗粒较粗大.而当冷却速度为 2实验过程 20℃s时，如图3b)所示，组织中的析出相明显增 实验材料为SAF2205双相不锈钢，其化学成 多，既有δ基体上弥散分布的Y,又有大量的在Y基 分（质量分数）C为0.02%，Si为0.97%，Mn为0.76%， 体上分布的o相.δ/y组织的比例较低，Yc组织的 P为0.02%，S为0.001%Cr为22.30%，Ni为4.93%， 比例较高. Mo为2.88%，Wu为0.38%，Cu为0.43%，N为0.17%， Fe为余量. 实验用双相不锈钢经电炉冶炼后又经过 AOD法精炼，连铸成200mm×1200mm的连铸坯， 经表面清理，加热到1260℃后进行热轧，热轧后 的成品板厚度为6.3mm:再将此热轧板进一步冷 轧到1.7mm,冷轧总的变形量为73%. 恒温热拉伸的试样沿着轧制方向加工成标 准的恒温热拉伸试样，标距的长、宽和圆弧倒角 分别为10mm,6mm和R2.5mm.恒温热拉伸实验 是在MTS材料试验机上进行的.感应电炉以 (a2℃/s冷却 120℃/min的加热速度加热到960℃保温3min,拉 伸至30%，然后分别以2℃1s和20℃1s的冷速降温 到850℃，再进行恒温热拉伸.以上每个过程的初 始应变速率都保持一致(2.5×10-s). 3实验结果 31分段恒温热拉伸的显微组织 在变温过程中以20℃s的冷却速度冷却，分 段恒温拉伸后的光学显微组织形貌如图2所示， 平均晶粒直径为2.8m.为了进一步观察分段恒 (b)20℃7s冷却 温拉伸后的组织形貌，对2℃s和20℃s两种冷 图3分段恒温热拉伸后的透射电镜组织（初始应变速 却速度下，对相同应变速率下的恒温热拉伸结果 率为2.5×10s) 进行透射电镜观察，分析结果如图3所示 Fig.3 Transmission electron micrographs after the isother- mal subsection test. 3.2850℃恒温热拉伸后的显微组织 对于850℃下直接进行的常规恒温热拉伸实 验，也进行了光学显微组织的形貌观察，如图4 所示.虽然组织也是由δY组织和Yo组织组成的 混合组织，但是，组织中以弥散分布的δY组织为 主，并伴有少量的γo组织，平均晶粒直径为3.6 20μm m.这和图2所示的分段恒温热拉伸后的光学显 图2分段恒温热拉伸后的光学显微组织（初始应变速 微组织形貌有着明显的差异， 率为2.5×10s) 850℃下常规恒温热拉伸后试样的透射电镜 Fig.2 Optical microstructure after the isothermal subsec- 照片如图5所示，组织中除了δ和Y晶界上分布 tion test

V b l . 2 6 N o . 1 张 沛学 等 : 形 变 诱导 析 出在 SA F 2 2 50 超 塑组 织细 化 中 的作用 3 0% . 为形 变 诱 导析 出创造 条 件 . 然后 通 过 快速 冷 却至 850 ℃ , 进 行 热拉 伸 , 使 6 相 在 变 形过 程 中 析 出 , 由此获 得 细 小 、 均 匀 的。 相 . 2 实验过 程 实验 材 料 为 S AF 2 2 05 双 相 不锈 钢 , 其 化 学成 分 (质 量 分数 )C 为 .0 02 % , is 为 .0 97 % , M n 为 .0 76 % , P 为 0 . 02 % , S 为 0 . 0 0 1% , C r 为 2 2 . 30 % , N i 为 4 . 93 % , M o 为 2 . 8 8% , W u 为 0 . 3 8% , C u 为 0 , 4 3 % , N 为 0 . 17 % , F e 为 余 量 . 实验 用 双 相 不 锈 钢 经 电 炉 冶 炼 后 又 经 过 AO D 法精炼 , 连铸 成 20 ~ xl 2 0 ~ 的连铸 坯 , 经 表面 清 理 , 加 热 到 1 2 60 ℃ 后进 行 热轧 , 热 轧后 的成 品板 厚度 为 .6 3 ~ ; 再 将此 热 轧板 进 一步冷 轧 到 1 . 7 r o r 。 , 冷 轧 总 的变 形 量 为 73 % . 恒温 热 拉 伸 的 试 样 沿 着 轧 制 方 向 加 工成 标 准 的恒 温 热 拉伸 试 样 . 标 距 的长 、 宽 和 圆弧 倒 角 分 别 为 10 ~ , 6 ~ 和 2R . 5 ~ . 恒温 热 拉伸 实验 是 在 M T S 材 料 试 验 机 上 进 行 的 . 感 应 电炉 以 12 0 oC m/ in 的加热 速 度加 热 到 9 6 0 oC 保 温 3 m i n , 拉 伸 至 30 % , 然后 分 别 以 2 ℃ s/ 和 20 ℃s/ 的 冷速降温 到 85 0℃ , 再 进行 恒温 热 拉伸 . 以上 每个 过程 的初 始 应 变速 率 都保 持 一致 (2 . 5 ` 10 一 s3/ ) . 3 实验 结 果 1 1 分 段 恒温 热 拉伸 的显 微组 织 在 变温 过 程 中 以 20 ℃ s/ 的冷 却 速度 冷 却 , 分 段 恒温 拉 伸 后 的光 学显 微组织 形 貌如 图 2 所 示 . 平 均 晶粒 直 径 为 .2 8 脚 . 为 了进 一步 观 察分 段恒 温 拉 伸后 的组织 形 貌 , 对 2 ℃ / s 和 20 ℃s/ 两种 冷 却速度下 , 对相 同应变速 率下 的恒 温热 拉 伸结 果 进 行 透射 电镜观 察 , 分析 结 果 如 图 3 所 示 . 图 3 是冷 却 速度 分 别 为 2 ℃s/ , 20 ℃s/ 时恒 温 热 拉伸 后 的透 射 电镜 照片 . 从 图 3 (a) 中可 以看 出 , 当冷 却速 度 比 较低 的时 候 , 组 织 中 析 出相较 少 , 并且 析 出相 颗 粒 较 粗 大 . 而 当冷 却 速 度 为 20 ℃ s/ 时 , 如 图 3 (b) 所 示 , 组织 中 的析 出相 明显 增 多 , 既有 6基 体 上 弥散 分布 的丫 , 又有 大 量 的在y 基 体 上 分 布 的 6 相 . 6扮组 织 的 比 例 较 低 , 洲6 组 织 的 比 例较 高 . a() 2 ℃s/ 冷 却 (b ) 2 0 oC s/ 冷 却 图 3 分段 恒温 热 拉伸后 的透射 电镜 组织 ( 初始应 变 速 率 为2 . s x l o 一 , ls ) F啥 . 3 竹a n s m is s i o n e l e e t or n m i e or g r a P h s a fet r th e is o t h e -r 口 a l S u b s e e it o n t e s t . 图 2 分段 恒温 热 拉伸 后 的光学显微 组织 (初 始应 变速 率为 2 . 5 x l 0 一 Vs ) F i .g 2 O P it e a l m ic or s t r u e tU er a ft e r th e is o t h e r m a l s u b s e c - 灯。 n t郎t .3 2 85 0℃ .恒温 热 拉伸 后 的 显微组织 对 于 8 50 ℃ 下直 接进 行 的常 规恒 温热 拉伸 实 验 , 也进 行 了 光学 显 微组 织 的 形貌 观 察 , 如 图 4 所 示 . 虽 然组 织 也 是 由 6扮组织 和洲6 组 织 组 成 的 混 合 组 织 , 但 是 , 组织 中以 弥散 分布 的6Y/ 组织 为 主 , 并伴有 少 量 的 Y/ 。 组织 , 平 均 晶粒 直 径为 3 . 6 娜 . 这和 图 2所 示 的分 段恒温热 拉伸后 的光 学显 微 组 织 形貌有着 明显 的差异 . 8 5 0 ℃ 下 常 规恒 温 热 拉伸 后 试 样 的透 射 电镜 照 片如 图 5 所示 . 组 织 中 除 了 6和 Y晶 界上 分 布

·58 北京科技大学学报 2004年第1期 在850℃的低温超塑性变形过程中，易于在 此温度范围内析出立方晶系的金属碳化物是相 转变的关键因素，因为它的出现导致双相不锈钢 铁素体相内铬的浓度降低，使δY相界向铁素体 晶粒迁移，从而形成二次奥氏体2，然而，这种新 出现的Y/⑧相界又会受到上述金属碳化物的钉扎 作用，使相界产生折皱，就在折皱的结点上，2开 820m 图4850℃恒温热拉伸后的光学显微组织（初始应变 始长大，相对贫铬的Y2释放出多余的铬给邻近的 速率为2.5×10s) 铁素体相，造成局部的富铬，为铬含量相对较高 Fig.4 Optical microstructure after the isothermal test at 的σ相的形核创造了条件. 850℃ 在上述变温的恒温热拉伸和常规的恒温热 拉伸的超塑性变形过程中，前者出现了较多的金 属碳化物，因此组织中出现数量较多的细小σ相 和Y2,进而在超塑性变形结束后形成细小的超塑 组织：后者在加热保温过程中，σ相已经得到充分 的析出，在变形过程中形成了数量较少的金属碳 化物，因而组织中出现数量较少的粗大的σ相 和Y2,致使常规恒温热拉伸后的组织比变温恒温 热拉伸后的组织粗大.两种制度下的恒温热拉伸 性能也进一步证明了上述分析 5结论 图5850℃恒温热拉伸后的透射电镜组织（初始应变 速率为2.5×10s) (1)对于双相不锈钢，800950℃是σ相最容易 Fig.5 Transmission electron micrograph after the isother- 析出的温度区域.采用变温的恒温热拉伸方法， mal test at850℃ 通过快速冷却，σ相在冷却过程中的析出受到抑 制，使σ相的析出发生在变形过程中，细小、弥散 的σ相以外，还有在位错等晶体缺陷处形核而逐 步形成的二次奥氏体 分布的σ相可以抑制晶粒的长大. (2)当冷却速度较低时，σ相的析出在冷却过 4分析与讨论 程中已经基本完成，粗大的σ相不能充分抑制晶 粒的长大.因此，为了保证σ相的形变诱导析出， 根据上述实验结果，冷却速度为20℃s的晶 实现双相不锈钢的低温超塑性变形，需要采用较 粒尺寸要比2℃s时的小.其原因在于，σ相在 快的冷却速度， 850℃时的析出速度是比较快的.当冷却速度较 参考文献 低时，σ相的析出在冷却过程中己经基本完成，粗 大的σ相不能充分抑制晶粒的长大：而当冷却速 1 Balancing O,Hoffmann W A M,Jonas J J.Influence of microstructure on the flow behavior of duplex stainless 度快时，σ相在冷却过程中的析出受到抑制，使σ steel at high temperature [J].Metall Mater Trans A,2000. 相的析出发生在变形过程中，细小、弥散分布的σ 31A(5):1353 相抑制了晶粒的长大.在分段恒温热拉伸过程 2 Soon H.Hong Y,Han S.Phenomena and mechanism on 中，高温区预变形30%后，原始晶粒部分细化，为 Superplasticity of Duplex Stainless Steels [J].Met Mater, 形变诱导相变的发生创造了较佳的原始组织，致 2000,6(2):161 使分段恒温热拉伸比常规的恒温热拉伸所获得 3任学平，唐荻，张海冰，变形功与冷却速度对金属组 的晶粒细小，这和前面观察到的结果相吻合. 织细化的影响J1.金属学报，2002,38(3：295 (下转第114页)

北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 4 年 第 1 期 图 4 85。℃ 恒 温 热拉伸 后 的光学 显微组 织 ( 初始 应变 速 率为 2 . 5 x 1 0 一勺s ) F ig . 4 O P it c a l m ic or s tr u c ot er a ft e r kt e is ot 恤恤 a l t留t a t 85 0 ℃ 在 850 ℃ 的低温 超 塑 性变 形过 程 中 , 易于 在 此温度范 围 内析 出立 方 晶 系的金 属 碳化 物是 相 转变 的关 键 因素 , 因 为它 的 出现 导致 双相 不锈 钢 铁 素体 相 内铬 的浓 度 降低 , 使8Y/ 相 界 向铁 素体 晶粒 迁移 , 从 而 形成 二 次奥 氏体长 , 然 而 , 这种 新 出现 的长 /6相界 又会 受到 上述 金属碳 化物 的钉 扎 作用 , 使 相 界产 生折 皱 , 就 在 折皱 的 结 点上 , 朴 开 始长 大 , 相对 贫 铬 的叭 释放 出 多余 的铬 给邻 近 的 铁 素 体相 , 造 成局 部 的 富铬 , 为 铬含 量 相对 较 高 的 6 相 的形 核 创造 了条件 . 在上 述 变温 的恒 温 热 拉伸和 常 规 的 恒 温 热 拉伸的超塑性变 形过 程 中 , 前者 出现了较 多的金 属 碳化物 , 因此 组织 中出现 数量较多的细 小。 相 和 Y Z , 进 而在超 塑性 变形结 束后 形成 细 小 的超塑 组 织 ; 后者 在加 热保温 过程 中 , 6 相 己经 得到 充分 的析 出 , 在变形 过程 中形 成 了数量 较 少 的金 属碳 化 物 , 因 而 组 织 中 出现 数 量 较 少 的 粗 大 的 6 相 和叭 , 致 使 常规 恒温 热 拉伸 后 的 组织 比变 温恒 温 热 拉伸后 的组织粗大 . 两 种制度 下 的恒温 热 拉伸 性能也 进 一步 证 明 了上述 分 析 . 图 5 8 50 ℃恒 温 热拉伸 后 的透射 电镜组织 ( 初始 应变 速 率为 .2 x5 I 0 一 ls/ ) F ig · 5 介a n s m is i o n el 呱功. m i c r o g ar Ph a ft e r 伍e is o t h e -r m a l t e s t a t 8 50 ℃ 的 G 相 以外 , 还 有 在位 错 等 晶体缺 陷处 形核 而 逐 步形 成 的二 次奥 氏体 . 4 分 析 与 讨论 根据 上 述实 验 结果 , 冷却 速度 为 加 ℃ s/ 的 晶 粒 尺 寸 要 比 2 ℃s/ 时 的 小 . 其 原 因在 于 , 。 相 在 85 0℃ 时 的析 出速度 是 比较 快 的 . 当冷 却速 度 较 低 时 , 6 相 的析 出在冷 却过程 中 己经基 本完 成 , 粗 大 的。 相 不 能充 分抑 制 晶粒 的长 大 ; 而 当冷 却 速 度快 时 , G 相在 冷 却过 程 中 的析 出受 到抑 制 , 使 G 相 的析 出发生在 变形 过程 中 , 细 小 、 弥 散分布 的 。 相抑 制 了晶粒 的长 大 . 在 分段 恒温 热拉 伸 过 程 中 , 高温 区预 变形 3 0% 后 , 原始 晶粒 部 分细化 , 为 形变诱导相 变的发生 创造 了较佳 的原始组织 , 致 使分 段恒 温 热 拉 伸 比常 规 的恒温 热拉 伸 所 获得 的 晶粒细 小 , 这 和前 面 观察 到 的结 果相 吻 合 . 5 结 论 ( l) 对 于双 相不锈 钢 , 80 -0 9 50 ℃ 是 口相 最容 易 析 出 的温 度 区域 . 采 用变 温 的恒 温热 拉 伸方 法 , 通过 快 速 冷 却 , 6 相 在 冷 却 过程 中的析 出受 到抑 制 , 使 G 相 的析 出发生 在变 形 过程 中 , 细小 、 弥 散 分布 的 a 相可 以抑 制 晶粒 的长 大 . (2 ) 当冷却 速度 较 低 时 , 6 相 的析 出在冷 却过 程 中 已经 基 本完 成 , 粗 大 的。 相 不 能充 分抑 制 晶 粒 的长大 . 因此 , 为 了保证 6 相 的形变 诱导 析出 , 实现双 相不 锈钢 的低 温超 塑性 变形 , 需 要采 用较 快 的冷 却速 度 . 参 考 文 献 1 B a l acn l n g o , H o f 比 an W A M , J o n a s J J . 功 n cun e e o f m i c r o s加 e n 犷 e on ht e fl ow bhe va i or o f d即l ex s ta inl e s s set e l at ih gh t e m P e rat ur e 闭 , M e atl l Ma t e r rT an s A , 2 000 , 3 IA ( 5 ) : 1 3 5 3 2 S o on H . H o n g 丫 H an S . hP e n o m e an an d m ce h耐 s m o n SuP e pr l as ti e iyt o f D即l e x St a in l e s s S et l s [刀 . M e t M a te t, 20 00 , 6(2 ) : 1 6 1 3 任 学平 , 唐 荻 , 张海 冰 . 变 形功 与冷 却速度对金 属组 织细 化的影 响 p ] . 金属 学报 , 2 0 02 , 3 8(3) : 295 (下 转第 1 14 页)

·114 刘应书等：SARS患者专用微型制氧机工艺参数实验研究 Vol.26 No.1 Experimental Study on Operating Parameters of a Special Miniature PSA Oxygen Concentrator for SARS Patients LIU Yingshu,CUI Hongshe,YUE Kai,ZHANG Dexin,ZHAO Zhi Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT To develop a special miniature PSA oxygen concentrator for SARS patients,the effects of operating parameters,such as production duration,purge-to-product ratio,product flowrate,length-to-diameter ratio of the columns and properties of adsorbents,on the product purity and recovery of the miniature PSA oxygen system were experimentally investigated.The experimental results show that,under miniaturization conditions for PSA process, the optimal production duration is 12s and the purge-to-product ratio is 0.5.The product purity decreases and the recovery increases when the product flowrate increase.When the product purity is above 90%,the product recovery is about 19%.The properties of adsorbent has significant influences on performances.The product purity increases with the length-to-diameter ratio of column increasing and the proper value of the ratio is between 3.7 and 4.0. KEY WORDS SARS;pressure swing adsorption;oxygen generation;product purity;product recovery (上接第58页) Effect of Strain-Induced Transformation on Grain Refinement of SAF2205 during Superplastic Deformation ZHANG Peixue,REN Xueping,XIE Jianxin,WANG Wei Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A theoretic equation of deformation work,phase transformation temperature,initial grain size and metal structure was analyzed,and a method of controlling the precipitation of o phase was provided.On this basis, the properties and microstructures of SAF2205 duplex stainless steel during isothermal hot tensile tests were inves- tigated by means of stepped isothermal tension.The result shows that,with the method of fast cooling and tempera- ture-changed isothermal hot tension,the precipitation ofo phase can happen during the deformation,and the tiny and dispersed o phase can limit the growth of the grains.In order to realize the strain-induced precipitation ofo phase and the superplastic deformation of duplex stainless steel in lower temperatures,a faster cooling velocity needs to be applied. KEY WORDS grain refinement;strain induced precipitation;deformation work;superplasticity

一 1 1 4 . 刘 应 书等 : S A R S 患 者专 用微 型制 氧机 工 艺参 数实 验研 究 V b l . 2 6 N O . l E x P e ri m e nt a l S tu dy o n O P e r ta ni g P ra am e t e r s o f a S P e c i a l M i n i a tu r e P S A O xy g e n C o n e e n t r a t o r fo r S A R S P ta i e nt s LI U 儿n gs h u, C UI H d n gs h e, YUE K d i, Z子L咬刃 G D xe in , Z 厅刁O hZ i M e hc an l cal nE g i n e e r i n g S hc o ol , nU i v e rs ity o f s e i en e e a n d eT e hn o 】o g y B e Ui n g , B e ij ign l 0 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T oT d e v e loP a s P e e i a l m in al 池r e P S A o xy g en e on e e n tr at or fo r S A R S Piat ent s , ht e e fe ot s o f oP e r at i n g p ar am et er s , suc h as rP o d u c it on d ur at i o n , p切名e 一 ot ~ p r o d u c t r iat o , p r o d u c t n o 研厅 at e , le n g t h . ot 一 id am e et r art io of het e o l um n s an d P r 0 P e ir i e s o f ad s o r b e in s , on het rP o d u c t P面yt a n d er e o v eyr o f ht e m而川赶 r e P S A o xy g e n sy s t e m w er e x P e it m e nt a lly iVn e st i g aet d . hT e e x P e n r n e n t a l r e s u lt s s h ow th at , un de r m in l a it 叮i z at i o n e on d ition s fo r P S A P or e e s s , ht e oP t而al P r o du e it o n d ur at ion 1 5 12 5 an d ht e P侧gr e 一 t o . p r o d u c t art i o i s 0 . 5 . hT e P or d u c t Pu n yt de er a s e s an d ht e r e e o v eyr icn er a s e s w h en ht e rP o du c t fl o , 厅 a t e in er as e . Wh e n het P r o d u c t P而yt 1 5 ab o v e 9 0% , het P r o d u c t er e o v eyr 1 5 ab o ut 19% . hT e P r o P e rt i e s o f ad s o br ent h as s ign iif e ant i n fl u e n c e s on P e d b mr acn e s . T h e P r o d u c t P如yt mcer as e s w iht ht e l e n g th 一 ot 一 d i am e etr r a t i o o f e o l u rn n icn er a s ign an d ht e Por P e r Val ue o f t h e ar t i o 1 5 b e wt e e n 3 . 7 an d 4 . 0 . K E Y WO R D S S A R S ; p r e s sur e sw i n g ad s o rp t i o n ; 。 x y ge n ge en art i o n : P or d u c t P而yt ; P r o d u c t er e o v e yr (上 接第 5 8 页 ) E fe e t o f S atr i n 一 nI d u c e d rT a n s fo n n a t i o n o n rG a i n R e if n e m e n t o f S A F 2 2 0 5 d丽 n g SuP e rp l a s t i c D e fo mr at i o n 刀翻刀 G eP 众u e, RE N 为碑 eP i n g X ZE iJ a xn in , 不咬刀召 肠i M at ier al s S c ien c e an d E n g ine e inr g S c h o o l , nU i v e rs ity o f S c clen e an d eT c lm o l o gy B e ij in g , B e ij ign 1 0 00 83 , C h in a A B S T R A C T A hte o r e t l c e qu at ion of de of rm iat on w o 氏 p h as e tr an s of n n iat on t e m P e r a 奴叮 e , i n it i a l gr a l n s说e an d m eat l s tr u c奴汀e w a s an ly z e d , an d a m e t h o d o f e o n tr o ll ign ht e P r e e iP it at ion o f , ph as e w as P r o V i d e d , On hit s b as i s , ht e P r o P e irt e s an d m i cor s it u c trU e s o f S A F 2 2 0 5 d uP l e x s t a i n l e s s set e l d而 n g i s o th e n 刀 al h o t t e n s il e t e s t s w er I n v e s - it g aet d by m e an s o f st e p e d i s o t h e mr al etn s ion . Th e er s u it s h 0 w s t h at , iw ht het m e th o d o f faS t e o o lign an d t e m P -ear 奴甘e 一 e h a n g e d i s o th e n 刀 al h o t t esn i o n , het Per c iP i at t i o n o f ` Ph as e c an h a PPe n d ur 位9 het d e fo n n iat o n , 明d ht e t i n y an d id s Per s e d o p h a s e e an 11m 1t ht e gr o wt h o f het gr ian s . ih o r d e r t o er al 泳 ht e str ian 一 in d u c e d Per e iP it iat o n o f a Ph as e a n d ht e s uP e pr las it e d e fo mr at i o n o f d uP lex s at i n l e s s s ot e l in l o wer t e m Pe] 旧 t 叮 e s , a fas ot r e o o lin g v e l o e iyt en d s ot b e ap Pli e d . K E Y WO R D S gr a i n er if n em ent ; s tr a i n i n du c e d P r e c iP it a t lon ; de fo n n iat o n w o r k ; s uP erp la ist c iyt