应力控制和应变控制模式下304奥氏体不锈钢的应变强化

　　原标题：应力控制和应变控制模式下304奥氏体不锈钢的应变强化

　　１试样制备与试验方法

　　拉伸过程分别采用应变控制和应力控制两种模式:应变控制模式为,当试样拉伸产生的应变达到试验设定值时加载停止;应力控制模式为,当试样拉伸产生的应力达到试验设定值时加载停止.有学者研究认为试样的原始标距对试样的塑性指标有一定的影响[６],为了试验的准确性,将标距与横截面积尺寸不符合标准规定的试样依据GB/T１７６００．２－１９９８钢的伸长率换算第２部分:奥氏体钢进行换算.

　　对该批试样原始板材的力学性能进行测试,结果见表１.依据GB２４５１１－２００９承压设备用不锈钢钢板及钢带,３０４不锈钢的屈服强度下限值为２０５MPa,抗拉强度下限值为５２０MPa,断后伸长率

　　３应力控制模式下材料应变强化试验

　　应力控制数值主要考虑适当利用材料的塑性储备,同时保证材料的塑性满足标准的要求.传统的设计方法主要考虑在弹性范围内利用材料的特性,考虑消耗材料的部分塑性指标,应参考弹塑性的设计方法.中国的压力容器分析设计标准JB４７３２－１９９５及澳大利亚的压力容器标准AS１２１０:２０１０在弹塑性设计方法时均提出保证材料的屈服强度与抗

　　３．２应力控制拉伸试验结果

　　４应变控制模式下材料应变强化试验

　　４．１不同预应变量对材料屈服强度的影响

　　由表３可知,只要进行一定应变量的应变强化,无论大小,强化后材料的屈服强度均比强化前有较大的提高,且随着预应变量从３％增大到１２％,试样屈服强度增加的数值也增大.当预应变量达到１１％时,材料的屈服强度由２７３．６９MPa增加到５６８．５４MPa,增加了１０８％.同时,不同的试样强化后的屈服强度差别也较大,１号及２号试样在预应变量为３％时,强化后的屈服强度数值达到３８３．５２MPa及３８４．５５MPa,与８号及９号试样在预

　　４．２不同预应变量对材料塑性性能的影响

　　由表４可知,随着应变强化量从４％增大到１２％,材料的断面收缩率和断后伸长率随之下降;且断后伸长率下降的速率大于断面收缩率下降的速率,说明应变对材料整体均匀变形的能力的影响大８％时,试样的断后伸长率由５３．１０％下降到４０．６８％,该数值接近于GB２４５１１－２００９中对断后伸长率不低于４０％的要求,当预应变量超过１０％时,试样的断后伸长率已经不能满足标准的要求,因此用于制造应变强化的压力容器钢板在进行应变强化处理时应控制其应变值不可超过１０％,否则其塑性储备将不能满足安全的需求.依据表４得出材料塑性损失随预应变量的变化趋势,如图２所示.于对材料局部变形能力的影响.当预应变量达到８％时,试样的断后伸长率由５３．１０％下降到４０．６８％,该数值接近于GB２４５１１－２００９中对断后伸长率不低于４０％的要求,当预应变量超过１０％时,试样的断后伸长率已经不能满足标准的要求,因此用于制造应变强化的压力容器钢板在进行应变强化处理时应控制其应变值不可超过１０％,否则其塑性储备将不能满足安全的需求.依据表４得出材料塑性损失随预应变量的变化趋势,如图２所示.

　　(２)将应变控制数值作为材料应变强化的控制指标,不能准确地控制材料应变强化后的屈服强度;应变控制模式对材料整体变形能力的影响大于对材料局部变形能力的影响,在使用应变控制模式强化３０４奥氏体不锈钢时,其应变数值不能超过１０％.

　　３结论及建议