特超级双相不锈钢是高品质特种不锈钢发展的重要方向之一,其合金含量高,具有优异的耐点蚀及缝隙腐蚀性能,在氯化环境中有突出的抗应力腐蚀能力。由于其兼具优良的力学性能和耐腐蚀性能,广泛应用于石油化学、海水工程等苛刻环境,成为奥氏体不锈钢的代用材料。但是,该类钢在热成型过程中,由于奥氏体、铁素体两相变形机理不同而导致变形不协调,且高温变形时易析出二次相,均导致裂纹萌生并扩展,造成板材开裂,严重影响产品的质量和后续的深加工。因此,本文围绕特超级双相不锈钢的高温变形行为及机理展开研究,并提出最优的热加工窗口,以期为该类钢的热锻和热轧工艺的优化,有效提高产品质量和成材率提供理论参考。本文采用Thermecmastor-Z热模拟机对特超级双相不锈钢进行单道次热压缩实验。变形温度为900-1250℃,应变速率为0.01-1Os-1,研究了特超级双相不锈钢的热变形行为,建立了本构方程,结合Themo-Calc热力学计算,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及透射电镜(TEM),分析组织演变规律建立基于动态材料模型的热加工图。单道次热压缩实验研究结果显示,特超级双相不锈钢的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。采用Arrhenius双曲正弦方程建立了峰值应力本构方程,计算出热变形激活能为Q=574.452kJ·mol-1。通过六次多项式拟合材料参数a、n、Q和lnA随应变的变化关系,并预测不同变形条件下的流变应力曲线,结果表明建立的本构模型可准确预测特超级双相不锈钢的流变应力。变形条件对特超级双相不锈钢的组织演变影响较大,变形机制为铁素体由小角度晶界迅速转变为大角度晶界的连续动态再结晶,以及奥氏体的动态再结晶。热变形过程中,低温下应变诱导析出σ相,产生钉扎作用,阻碍动态再结晶的进行。Thermo-Calc热力学计算结果表明,Cr、Mo促进σ相的析出,N抑制σ相的析出。基于动态材料模型,绘制了不同应变量下的热加工图。通过对不同变形条件下的微观组织进行分析,并结合热加工图中安全区与失稳区的分布,对特超级双相不锈钢的热加工工艺进行优化,确定最佳热加工区间为:变形温度1160-1250℃,应变速率4-10s-1。