本文主要在铝热反应法制备少量微纳结构2507双相不锈钢的基础上,采用大炉子进行放大化制备,制备出大尺寸块体的微纳结构2507双相不锈钢。在1000℃下开坯后,再在600和800℃下分别以30、50和70%的变形量轧制,研究轧制温度对力学性能的影响和轧制变形量对力学性能的影响。结合XRD、SEM和EPMA探索微纳结构2507双相不锈钢的最佳轧制工艺。1.大炉子制备微纳结构2507双相不锈钢时Cr元素在反应过程中有损耗,主要是由于反应的高温使得Cr元素蒸发,沉积在炉壁上造成的。在反应物料中多加入70%的Cr即可与蒸发量相抵消,获得符合成分和组织要求的微纳结构2507双相不锈钢。其中奥氏体和铁素体之比基本为1:1,纳米晶的体积分数为41%,平均晶粒尺寸为34 nm。2.在1000℃下不同变形量轧制时不锈钢由奥氏体和铁素体组成,占比为1:1。1000℃轧制后铸态合金中的孔洞已基本消失,合金的元素分布均匀,有少量碳化物析出。以40、60和80%变形量轧制后材料的抗拉强度分别为533、577和582 MPa,延伸率分别为12.5、11.1和11.5%。断口分析表明材料是韧脆混合断裂,随着变形量的增大,脆性断裂的比例逐渐增大。3.800℃下轧制变形量为30%、50%和70%轧制后强度、硬度和延伸率先增加后减小,主要以韧-脆混合型断裂为主,50%轧制变形量轧制后材料的力学性能最佳,70%轧制变形量轧制后出现σ析出相。在600℃下轧制后材料强度、硬度和延伸率随变形量的增加而增加,70%轧制变形量轧制后材料的力学性能最佳。4.在600℃下不同轧制变形量时,材料的强度和塑性逐渐提高,随着变形量的增大,材料在高温下停留的时间越长,纳米晶更多的长大为亚微米晶和微米晶,晶粒尺寸增大。根据反Hall-Petch关系,晶粒尺寸增大,材料的强度增大。另外随着轧制变形量的增加,奥氏体和铁素体沿轧制方向拉长,也使得轧制方向的力学性能提高。5.在50%变形量轧制时,随着轧制温度降低,材料的强度降低,在600℃下轧制,晶粒的破碎大于晶粒长大的速度,使得纳米晶尺寸减小,根据反Hall-Petch关系,强度降低。