AL6XN超級奧氏體不銹鋼疲勞位錯結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、AL6XN超級奧氏體不銹鋼是一種新型的不銹鋼材料，因其具有優(yōu)越的各種性能，受到了廣大研究者的關(guān)注，并對其宏觀力學(xué)性能進行了大量研究。但是對該材料疲勞微觀變形機制的研究仍未開展，尤其對其疲勞位錯結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性更是缺乏認識。本文主要利用透射電鏡(TEM)，對AL6XN不銹鋼在恒塑性應(yīng)變幅拉-壓疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞失效后的微觀位錯結(jié)構(gòu)及其在不同溫度退火處理后疲勞位錯結(jié)構(gòu)的變化進行了系統(tǒng)的觀察研究，得到了一些關(guān)于AL6XN不銹鋼微觀位錯結(jié)構(gòu)隨應(yīng)變幅的

2、變化特征及其熱穩(wěn)定性方面的新結(jié)果。
　　AL6XN不銹鋼在恒塑性應(yīng)變幅(△εp1/2)控制下拉-壓疲勞的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變行為及微觀位錯結(jié)構(gòu)在高、低塑性應(yīng)變幅下表現(xiàn)出不同的特點。當△εp1/2＜5×10-3時，材料表現(xiàn)為持續(xù)的循環(huán)軟化的特點，由Coffin-Manson曲線測得的疲勞塑性指數(shù)較高，疲勞微觀位錯組態(tài)主要由典型的平面滑移型位錯結(jié)構(gòu)組成;當△εp1/2≥5×10-3時，則表現(xiàn)為先循環(huán)硬化而后循環(huán)軟化的特點，疲勞塑性指數(shù)較低，

3、疲勞微觀位錯組態(tài)則由典型的平面滑移型和波狀滑移型位錯結(jié)構(gòu)共同組成。這種微觀滑移變形方式的改變正是導(dǎo)致AL6XN不銹鋼循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變行為在高、低塑性應(yīng)變幅下呈現(xiàn)出明顯不同特征的主要原因。
　　AL6XN不銹鋼的扭轉(zhuǎn)疲勞循環(huán)應(yīng)變-壽命曲線中出現(xiàn)三個特征區(qū)，中間為一個獨特的平臺區(qū)，這與其在不同剪切應(yīng)變幅(△γ/2)時所形成的不同位錯結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在△γ/2＜1.04×10-2的低應(yīng)變幅區(qū)，位錯結(jié)構(gòu)主要由平面滑移型位錯結(jié)構(gòu)組成;當△γ/2

4、=1.04×10-2時，疲勞壽命在一定的范圍內(nèi)變化，在宏觀循環(huán)應(yīng)變-壽命曲線中對應(yīng)一平臺區(qū)，位錯組態(tài)則由平面滑移型位錯結(jié)構(gòu)和波狀滑移型位錯結(jié)構(gòu)共同組成;在高應(yīng)變幅區(qū)(△γ/2＞1.04×10-2)，位錯組態(tài)則轉(zhuǎn)變?yōu)椴罨菩臀⒂^位錯結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位。平臺區(qū)的出現(xiàn)正是由于扭轉(zhuǎn)疲勞變形的不均勻性而導(dǎo)致的兩種類型位錯結(jié)構(gòu)（平面滑移型和波狀滑移型位錯結(jié)構(gòu)）相對數(shù)量的波動造成的。
　　對AL6XN不銹鋼恒塑性應(yīng)變幅拉-壓疲勞及扭轉(zhuǎn)疲勞后的微觀

5、位錯結(jié)構(gòu)在不同溫度退火處理后的變化進行TEM觀察表明:600℃退火后，疲勞位錯結(jié)構(gòu)回復(fù)不顯著，但波狀滑移型位錯結(jié)構(gòu)較平面滑移型位錯結(jié)構(gòu)回復(fù)得更明顯;800℃退火后，疲勞位錯結(jié)構(gòu)回復(fù)劇烈，波狀滑移位錯結(jié)構(gòu)（如位錯胞、位錯墻和PSBs）發(fā)生了完全回復(fù)而消失，但位錯密度明顯降低的平面滑移帶仍然存在。顯然，平面滑移型位錯結(jié)構(gòu)比波狀滑移型位錯結(jié)構(gòu)具有更高的熱穩(wěn)定性。此外，AL6XN不銹鋼扭轉(zhuǎn)疲勞并800℃退火處理后，在高應(yīng)變幅疲勞微觀結(jié)構(gòu)中有趣地