基于临界空穴扩张比理论的不锈钢管高温韧性损伤研究

针对不锈钢管在高温塑性加工过程中出现的裂纹缺陷，在Gleeble-3800热模拟试验机上对TP321奥氏体不锈钢光滑棒材进行高温拉断试验，得到了TP321在温度850～1180℃、应变速率0.01～10 s^-1下的真应力-真应变曲线和试样拉伸断裂瞬间的等效塑性应变。结合有限元仿真，对试验结果进行了数值模拟，得到了应力三轴度的数值，从而计算出了临界空穴扩张比参数V_GC。在此基础上，验证了临界空穴扩张比参数韧性断裂准则在高温下的适用性。发现在特定温度范围内TP321断裂瞬间的V_GC与应变速率相关性较小，与温度呈线性关系，并建立了奥氏体不锈钢断裂瞬间的V_GC与温度的数学表达式。将得到的V_GC准则应用于TP321管坯的不同辊形斜轧穿孔过程中的韧性损伤，对比分析了不同辊形斜轧穿孔仿真结果，发现V_GC准则可准确预测缺陷情况。