刘 娟 崔明亮 高 蕾 杨 希 陈 雷 金 淼

(1.中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司，四川618000；2.燕山大学，河北066004)

现今不锈钢的应用十分广泛，有的侧重于应用其力学性能，如桥梁、高速公路、隧道等，有的侧重于应用其耐腐蚀性能，如石油、给水、排水处理装置及船底材料等[1]。其中，在石油行业中，410不锈钢在重要零件阀体中得到了大量应用，而管道连接所采用的阀体通常使用锻造成形。锻件成形效果与锻件质量密切相关，因此，选择合适的热加工工艺有助于得到比较均匀的组织和优异的材料性能[2-4]，获得合理的热加工工艺前提是明晰材料的热变形规律，不仅能够提高生产效率，增加产品合格率，减少成本，还可为以后研究该材料提供理论支撑。

材料在热变形时，流变应力主要与变形温度、变形速率及变形量(或应变量)这三个因素有关，而Arrhenius型本构方程用于描述高温变形时流变应力与变形温度、应变速率这三者之间的关系，应变速率和变形温度对热变形的影响可以用参数Z表征，Z参数表示了考虑温度补偿的应变速率因子。对于不同应力值，Arrhenius型本构方程如下[5-6]：

(1)

(2)

(3)

热加工图按照Prasad等提出的动态材料模型进行构建，具体分为能量耗散图与失稳图[7-9]。并且G代表塑性变形而导致的能量消耗，J代表热变形过程中材料内部微观组织演化，称为耗散协量。

(4)

能量耗散效率因子(η)与失稳判据(ξ)定义为：

(5)

(6)

式中，m为应变速率敏感性指数，表达式为：

(7)

通过对所构建本构方程与热加工图的分析，以及对410不锈钢热变形行为的探究，最后确定了该钢优良的热加工窗口，支持了410不锈钢的后续应用。……