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以N的質(zhì)量分數(shù)為0.2%左右的馬氏體不銹軸承鋼為試驗鋼，該試驗鋼屬于高N鋼的范疇。由于間隙元素N的加入，使鋼的力學性能有了顯著的改善。研究顯示，N的加入能顯著地提高奧氏體不銹鋼的流變應(yīng)力。但鮮有研究報道高N馬氏體不銹軸承鋼的熱變形行為，特別是沒有涉及高N不銹軸承鋼在熱變形過程中的組織演變規(guī)律。因此，本項目對高N馬氏體不銹軸承鋼的熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶過程的影響因素進行了研究，以期能為高N馬氏體不銹軸承鋼的鍛造提供理論基礎(chǔ)和試驗參數(shù)。
試驗用鋼采用非真空感應(yīng)爐冶煉和電渣重熔雙聯(lián)工藝制得。熔煉后的鋼錠在1100℃開始鍛造，終鍛溫度約為900℃，棒料的終鍛尺寸為60mm，隨后空冷至室溫。然后從棒料上沿軸向取樣，加工成Φ8mm×15mm的小圓柱，進行熱壓縮試驗。
熱壓縮試驗在Gleeble-3800熱模擬試驗機上進行。首先以10℃/s的速度升溫至1200℃并保溫60s，以消除由于溫度不均對試樣產(chǎn)生的影響。然后以5℃/s的速度降溫至預(yù)定的變形溫度下進行熱壓縮試驗，熱壓縮應(yīng)變量分別為0.2、0.4和0.6，應(yīng)變速率分別為1、5和20s-1，變形溫度在1040～1120℃范圍內(nèi)。變形后的試樣立即進行水冷卻，以保留高溫奧氏體組織狀態(tài)。采用金相等手段分析熱變形過程中試驗鋼的組織演變。結(jié)果表明：
（1）高N馬氏體不銹軸承鋼在試驗溫度范圍內(nèi)發(fā)生了明顯的動態(tài)再結(jié)晶，再結(jié)晶平均晶粒尺寸在5～10μm之間。試樣中的碳化物數(shù)量隨應(yīng)變量的增大而增多，平均晶粒尺寸呈減小趨勢。
（2）試驗鋼在應(yīng)變量為0.6時的熱變形激活能為410.7kJ/mol，熱變形激活能隨著變形量的增大而增大。得到包含了應(yīng)變量在內(nèi)的高N馬氏體不銹軸承鋼的流變應(yīng)力方程。
（3）采用Zener-Hollomon參數(shù)法構(gòu)建了高N馬氏體不銹軸承鋼的峰值應(yīng)力（σ）與應(yīng)變量（ε）的本構(gòu)方程。