摘要: Super304H奥氏体耐热钢以其突出的组织和性能优势，被广泛应用于超超临界火电过热器、再热器管道。全球火力发电机组参数的大幅提升，对过热器、再热器管材的服役性能提出更严苛的要求。本课题组前期通过降C增N的合金化设计理念对Super304H奥氏体耐热... 展开 Super304H奥氏体耐热钢以其突出的组织和性能优势，被广泛应用于超超临界火电过热器、再热器管道。全球火力发电机组参数的大幅提升，对过热器、再热器管材的服役性能提出更严苛的要求。本课题组前期通过降C增N的合金化设计理念对Super304H奥氏体耐热钢进行成分优化，设计研发出性能更为优异的CHDG-A奥氏体耐热钢。前期已系统研究了CHDG-A奥氏体耐热钢的高温蠕变性能以及高温抗氧化性能，而对其热加工性能缺乏研究。研究材料的热加工性能可以优化其热加工工艺，进而达到改善内部组织、提高成品性能的目标，具有重要的工程意义。基于此，本文利用Gleeble-3500热力模拟试验机研究了两种奥氏体耐热钢（Super304H、CHDG-A）在变形参数950-1100℃、0.01-1 s-1条件下的热加工性能，力求为其热加工工艺的制定提供技术依据。 绘制两种奥氏体耐热钢的流变应力曲线，分析材料的流变应力与各热变形参数之间的联系，并结合微观组织分析材料的热变形行为。热变形流变应力曲线分为三种类型：加工硬化（WH）型、动态回复（DRV）型以及动态再结晶（DRX）型。同一热变形参数下，两种材料的曲线类型一致，而流变应力值无确定大小关系。应变速率、温度及应变量这三个因素对奥氏体耐热钢的热变形行为影响明显。较低应变速率、较高温度对应的流变应力值较小，流变应力曲线以及组织的动态再结晶特征也更为明显。随应变量的加大，材料的动态再结晶分数逐渐加大，直至发生完全动态再结晶。 推导出两种奥氏体耐热钢的Arrhenius型高温本构模型以及耦合应变量因素的本构模型。依据所构建的本构模型，得到两种材料在实验参数条件下的流变应力值预测值，并与实验值进行对比。Super304H 奥氏体耐热钢和 CHDG-A 奥氏体耐热钢的相关系数R分别高达0.99306和0.9944，而平均相对误差δ分别低至3.046%和1.9952%。两种奥氏体耐热钢均具有高的相关系数和低的平均相对误差，说明本文所构建耦合应变量因素的本构模型具有良好预测能力。 构建两种奥氏体耐热钢基于DMM的热加工图，给出两种材料的建议热加工参数区间。依据所构建热加工图，发现功率耗散系数分布规律基本不受应变量因素的影响。随应变量的增加，发生流变失稳的参数区间向低温、高应变速率方向收缩。Super304H奥氏体耐热钢的最佳热加工参数为：1100℃、0.01 s-1，最佳热变形区间为： 1060-1100℃、0.01-1.8 s-1；CHDG-A奥氏体耐热钢的最佳热加工参数为：1050℃、0.01 s-1，最佳热变形区间为：1000-1070℃、0.01-0.18 s-1以及1070-1100℃、0.1-5 s-1。 收起