超細晶粒奧氏體不銹鋼的制備與組織性能研究.pdf

1、晶粒超細化是在不降低材料塑性的前提下，能有效提高材料強度和硬度的一種方法，因而成為當今世界先進金屬材料技術領域的研發(fā)熱點。而奧氏體不銹鋼由于具有多種優(yōu)異性能，如優(yōu)良的韌性、塑性、抗高溫氧化性以及耐腐蝕性等，因而廣泛應用于化工、輕工業(yè)、石油等多種領域。但奧氏體不銹鋼的強度普遍較低，故在結(jié)構(gòu)件的使用中受到限制。如何提高奧氏體不銹鋼材料的綜合性能，是一個具有重要學術價值和實際意義的課題。因此，開展超細晶粒奧氏體不銹鋼的制備及組織性能的系統(tǒng)研究

2、是一項重要的任務。
　　本文分別采用室溫冷軋和深冷軋制技術對310S奧氏體不銹鋼進行了不同變形量的塑性變形，借助于XRD、OM和TEM等微觀組織分析手段對其組織演變過程進行系統(tǒng)表征，結(jié)果表明奧氏體不銹鋼組織在大塑性變形過程中均未發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體相變。在變形量較小時，變形組織中主要是以位錯的增殖和纏結(jié)為主，且有少量形變孿晶生成；當變形量較大時，變形組織則以形變孿晶為主，并伴隨有少量高密度位錯墻和位錯胞；當變形量增大至90％后，形變

3、孿晶與位錯之間以及形變孿晶相互之間的交互作用使得奧氏體晶粒碎化成納米晶。奧氏體不銹鋼的硬度值和強度值均隨著變形量的增大而增大，且都在前期呈迅速上升狀態(tài)，后期逐漸趨于平穩(wěn)；延伸率則正好相反，隨著軋制變形量的增大而降低。且在相同變形量下，深冷軋制后的奧氏體不銹鋼的硬度值和強度指標均明顯高于室溫冷軋。變形量為90%時，深冷軋制后的奧氏體不銹鋼的硬度值約為原始試樣的2倍，屈服強度和抗拉強度約為原始試樣的5.1倍和2.6倍；而室溫冷軋后試樣的硬度

4、值約為原始試樣的1.9倍，屈服強度和抗拉強度則為原始試樣的3.9倍和2.4倍。而拉伸斷口形貌則都由韌性斷裂向準解理斷裂轉(zhuǎn)變。超細晶粒奧氏體不銹鋼的制備是在深冷軋制變形90%的試樣基礎上進行的，對該狀態(tài)下的試樣進行不同溫度和不同時間的退火處理，結(jié)果表明，退火溫度在700℃以下時，冷變形組織處于回復階段，當退火溫度在700℃以上時，冷變形組織開始發(fā)生再結(jié)晶，且隨著退火溫度的升高，再結(jié)晶程度更加充分完全。當退火溫度到800℃時，退火時間從2

5、min增加至60 min時，奧氏體晶粒尺寸約從300 nm增大至700 nm左右。退火溫度到900℃時，保溫10min后奧氏體晶粒尺寸約為750 nm；溫度升高繼續(xù)增加至1000℃時，保溫10min已形成晶界清晰的等軸奧氏體晶粒，晶粒尺寸約為1μm。在保溫時間為10 min時，隨著退火溫度的升高(500~1000℃)，試樣的硬度及強度指標均呈下降趨勢。硬度值從549 HV(500℃)下降至314 HV(1000℃)，抗拉強度與屈服強度則