拉伸变形对Hastelloy C-276合金组织与力学性能的影响

HastelloyC-276（C-276）合金是一种改进的超低碳型Ni-Mo-Cr系列镍基耐蚀合金，对于各种强腐蚀介质和化学介质具有优良的抗腐蚀能力和抗应力腐蚀开裂能力，并且其具有良好的铸造、冷成形和热变形等性能。因而，该合金在苛刻的腐蚀环境中，如航空航天、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、能源环保等工业领域得到广泛的应用。

目前，国内外有关C-276合金的研究主要集中于耐蚀性、焊接工艺、热处理工艺及热变形行为等方面。然而，对于该合金冷成形性能的研究却鲜有报道。由于退火状态的镍基合金具有良好的延展性，几乎适用于所有冷成形方法，而镍基合金高温塑性成形温度区间很窄，故伴随中间退火的冷成形成为镍基合金成形的重要方式。因此，对C-276合金冷变形组织演化特征和力学性能进行系统的研究，对该合金板材的冷变形工艺制定具有重要的理论意义。

研究人员通过对退火态的C-276合金薄板施加不同的拉伸变形量，研究拉伸变形量对C-276合金显微组织与力学性能的影响，采用金相（OM）及电子背散射衍射（EBSD）技术分析变形量对微观组织特征的影响，利用Ludwigson模型对材料的真应力-真应变响应曲线特征进行相应的研究。

实验材料选用商用C-276合金退火态薄板，板厚为0.5mm，其主要的化学成分（质量分数，%）为：Cr15.07，Mo15.53，Fe4.14，W4.04，Co≤2.5，Mn0.62，P＜0.01，Si＜0.08，C0.012，S0.002，Ni余量。按照GB/T228.1-2010标准加工拉伸试样，试样标距为50mm。在室温条件下进行拉伸试验，加载速率为10-3s-1，实验过程中同步记录载荷-位移曲线。拉伸试样分为2组，每组拉伸变形量分别为0%、2%、6%、14%、22%和30%，变形后取一组试样直接拉断。

结果表明：变形量小于14%时，位错优先在晶界附近塞积，并产生局部应变集中；变形量在14%～30%范围内，孪晶界附近及晶粒内部产生大量位错，位错滑移引起晶粒内部应变集中增强；变形量由0%增加至30%，晶界应变集中程度因子先增大后减小，变形量为14%时晶界应变集中程度因子最大。利用Ludwigson模型回归拟合了不同变形条件下的真应力-真应变曲线，随变形量的增加，材料的加工硬化程度提高，加工硬化速率减小，发生单滑移向多滑移转变的临界应变减小。