奥氏体304不锈钢在活化态下的应力腐蚀与马氏体相变
α'马氏体对304不锈钢氢脆行为的影响
α'马氏体对304不锈钢氢脆行为的影响周成双;刘辉云;张林【摘要】304奥氏体不锈钢在预应变强化以及长期服役过程中容易发生应变诱导α'马氏体相变,而α'马氏体对304材料的氢脆敏感性影响较大,因此系统地研究α'马氏体体积分数与304不锈钢氢脆间的关系尤为重要.首先通过预变形(0％,10％,20％,30％)在304不锈钢中产生预先存在的α'马氏体,然后进行电化学充氢,最后进行慢应变速率拉伸实验将试样拉断.研究了预先存在的α'马氏体体积分数对充氢304不锈钢力学性能及氢扩散系数的影响,结果表明:304不锈钢的氢脆敏感性和氢扩散系数随着预先存在的α'马氏体体积分数的增加而增加,当预先存在的α'马氏体体积分数超过20％时,氢扩散系数提高了8倍.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2019(047)003【总页数】5页(P329-333)【关键词】预变形;奥氏体不锈钢;预先存在的α'马氏体;氢脆;氢扩散系数【作者】周成双;刘辉云;张林【作者单位】浙江工业大学材料科学与工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学材料科学与工程学院,浙江杭州 310014;浙江工业大学材料科学与工程学院,浙江杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TB31奥氏体不锈钢(如304，304L)由于其优异的成型加工性能、较好的焊接性能、优良的机械性能以及耐腐蚀性能而被广泛应用于化工、机械、汽车和核能等工业领域。
304奥氏体不锈钢在加工制造过程中或者预应变强化过程中会产生应变诱导α′马氏体，而应变诱导α′马氏体的产生有可能会影响材料的氢脆敏感性。
Perng等[1]采用气相氢渗透技术研究了固溶处理、预变形处理的301，304，310不锈钢的氢扩散系数，结果发现：不产生α′马氏体而只产生位错的310不锈钢中H的扩散系数没有发生明显的变化，表明位错对H扩散几乎没有促进或阻碍作用；而在301，304不锈钢中，由于预变形产生的α′马氏体，大大提高了氢在材料中的扩散速率。
奥氏体不锈钢马氏体转变
奥氏体不锈钢马氏体转变一、引言奥氏体不锈钢是一类重要的金属材料，以其优异的耐腐蚀性和良好的加工性能在石油、化工、海洋工程等领域得到广泛应用。
然而，奥氏体不锈钢在某些条件下会发生马氏体转变，导致其力学性能和耐腐蚀性能发生变化。
因此，研究奥氏体不锈钢的马氏体转变对于优化材料性能、提高产品质量具有重要意义。
二、奥氏体不锈钢与马氏体转变概述奥氏体不锈钢是一种具有面心立方晶体结构的铁基合金，主要合金元素包括铬、镍等。
这类不锈钢具有良好的塑性和韧性，易于加工和焊接。
马氏体则是一种具有体心立方或体心正方晶体结构的铁基合金组织，具有较高的强度和硬度。
马氏体转变是指奥氏体在快速冷却过程中转变为马氏体的过程。
在奥氏体不锈钢中，马氏体转变通常发生在较低的温度范围内。
当冷却速度足够快时，奥氏体中的碳原子和合金元素来不及扩散，导致碳原子在铁基体中过饱和。
随着温度的降低，过饱和的碳原子以马氏体的形式析出，形成马氏体组织。
这一转变过程对于奥氏体不锈钢的性能具有重要影响。
三、马氏体转变的影响因素1. 化学成分：奥氏体不锈钢中的合金元素对其马氏体转变具有显著影响。
例如，铬元素可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，但也会增加马氏体转变的倾向。
镍元素则有助于稳定奥氏体组织，抑制马氏体转变的发生。
因此，在不锈钢的成分设计中需要综合考虑各种合金元素的作用。
2. 冷却速度：冷却速度是影响马氏体转变的重要因素之一。
当冷却速度较快时，奥氏体中的碳原子和合金元素来不及扩散，有利于马氏体转变的发生。
相反，当冷却速度较慢时，碳原子和合金元素有足够的时间进行扩散，从而降低了马氏体转变的倾向。
3. 温度与时间：温度和时间也是影响马氏体转变的重要因素。
在较低的温度下，奥氏体中的碳原子和合金元素的扩散速度降低，有利于马氏体转变的发生。
同时，延长冷却时间也会增加马氏体转变的程度。
因此，在不锈钢的热处理过程中需要合理控制温度和时间参数。
四、马氏体转变对奥氏体不锈钢性能的影响1. 力学性能：马氏体转变会导致奥氏体不锈钢的硬度和强度增加，但塑性和韧性降低。
超低温轧制304_奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征
精 密 成 形 工 程第15卷 第12期12 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年12月收稿日期：2023-09-19 Received ：2023-09-19基金项目：国家自然科学基金（51204050）；中央高校基本科研业务费项目（N110407005）Fund ：National Natural Science Foundation of China (51204050); Fundamental Research Funds for the Central Universities (N110407005)引文格式：艾峥嵘, 于凯, 吴红艳, 等. 超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 12--18.AI Zheng-rong, YU Kai, WU Hong-yan, et al. Martensite Reverse Transformation and Microstructure Characterization of 304 Austenite Stainless Steel during Cryogenic Rolling[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(12): 12-18. 超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征艾峥嵘a,b ，于凯c ，吴红艳d*，贾楠a,b（东北大学 a.材料科学与工程学院 b.材料各向异性与织构教育部重点实验室 c.冶金学院d.轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳 110819） 摘要：目的 研究超低温轧制（Cryogenic Rolling ，CR ）亚稳态奥氏体不锈钢在不同退火温度下马氏体逆相变、组织演变及力学性能的变化规律。
方法 首先，对实验原料304奥氏体不锈钢进行1 050 ℃保温30 min 的固溶处理；其次，对实验钢进行总压下量为65%的超低温轧制，并在600~750 ℃下进行5 min 退火处理；最后，对退火处理后的实验钢进行组织表征和力学性能测试，研究退火过程中组织演变及力学性能变化规律。
不锈钢的马氏体相变
不锈钢的马氏体相变不锈钢是一种在各种环境条件下都具有高度耐腐蚀性的合金。
其名称源于其成分中含有的高比例铬元素，这有助于防止材料在暴露于氧气和其他腐蚀性物质时发生氧化。
不锈钢根据其微观结构，可以分为不同的类型，其中最常见的是奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢。
马氏体相变是金属材料的一种重要现象，尤其是不锈钢。
在本文中，我们将深入探讨不锈钢中的马氏体相变，包括其定义、影响因素以及与不锈钢性能的关系。
一、马氏体相变的定义马氏体相变是一种固态相变过程，发生在铁基合金中，特别是在不锈钢中。
当温度降低时，奥氏体不锈钢会通过马氏体相变转变成一种硬且脆的同素异形体，称为马氏体。
这种转变是热力学上的自发过程，通常伴随着体积的膨胀和磁性的改变。
二、马氏体相变的影响因素1. 温度：马氏体相变通常在特定的温度以下发生。
对于大多数不锈钢，这个温度大约在200°C至300°C之间。
2. 合金成分：不同类型的不锈钢具有不同的马氏体相变温度。
这主要取决于其合金成分，特别是碳和其他合金元素的比例。
3. 应力和应变：应力和应变状态也会影响马氏体相变。
例如，淬火可以提高材料的硬度，这是由于马氏体相变和随后的组织结构变化。
三、马氏体相变与不锈钢性能的关系马氏体相变对不锈钢的性能有重要影响，主要包括以下几个方面：1. 机械性能：马氏体相变会导致不锈钢的硬度增加，从而提高其耐磨性和耐腐蚀性。
然而，这也可能导致材料变脆，特别是在较低温度下进行淬火处理时。
2. 耐腐蚀性：马氏体相变对不锈钢的耐腐蚀性有双重影响。
一方面，由于硬度增加，材料更难以被腐蚀；另一方面，淬火处理可能会在材料表面形成微裂纹，从而降低耐腐蚀性。
3. 磁性和热性能：马氏体相变还影响不锈钢的磁性和热性能。
例如，某些类型的马氏体不锈钢具有高磁导率，这在某些应用中是有利的。
此外，马氏体相变也影响不锈钢的热导率和热膨胀系数。
四、不锈钢中马氏体的应用场景由于马氏体相变对不锈钢的性能有显著影响，这种相变在许多应用场景中都得到了利用。
马氏体不锈钢与奥氏体不锈钢的区别
马氏体不锈钢：标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。
按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。
图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。
在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。
当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。
马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。
各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类：1.低碳及中碳13%Cr钢2.高碳的18%Cr钢3.低碳含镍（约2%）的17%Cr钢马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性，可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片（1Cr13）、蒸汽装备的轴和拉杆（2Cr13），以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等（4Cr13）。
【11】奥氏体不锈钢焊缝金属的氢致马氏体相变
潘 川
0 序 言
热壁加压反应器长期在高温 、 高压和临氢的环 境中运行 ,工况条件十分苛刻 、 严峻 。为防止晶间腐 蚀 ,经常采用在 Cr-Mo 耐热钢内壁堆焊奥氏体不 锈钢 。但氢对反应器所造成的损伤是不可避免的 , 这些年来陆续发现的一些反应器堆焊层产生裂纹 、 剥离和腐蚀等现象 , 已成为加氢反应器安全运行的 隐患 。 奥氏体不锈钢中奥氏体的稳定性对其抗氢脆性 能起着比较重要的作用 。而稳定与不稳定是一个相 对的概念 ,主要是指不锈钢在通常的生产和使用条 件下奥氏体向马氏体转变的趋势 。不稳定的 18-8 型不锈钢会发生比较严重的氢脆 , 同时还观察到钢 中出现ε和α ′ 马氏体 [1,2] 。而稳定的 310 不锈钢在 高压热充氢后或直接在氢气中拉伸没有氢脆现象产 生 ,也未观察到α ′ 马氏体的出现 ( 但有可能产生ε马 氏体) [3] 。因此 , 有人认为氢致马氏体相变在氢致 脆断中起着主要的作用 。 焊接过程中 ,为防止出现热裂纹 ,奥氏体不锈钢 焊缝金属一般均含有少量 δ 铁素体 ( 5% ～ 10% ) 。 而一般的奥氏体不锈钢经固溶处理后几乎不含 δ 铁素体 。另外 , 奥氏体不锈钢焊缝金属为铸态的柱 状晶组织 ,晶格缺陷和夹杂较多。至今为止 ,还没有 人对奥氏体不锈钢焊缝金属的氢致马氏体相变和充 氢引起的晶体结构的变化进行过研究 。 因此 , 本文
<0.6% 。
1
V2 0
φ(θ )・ ・ | F| ・ p・ e
2
-: Kj 为 j 相的反射本领 。
Cj =
3 e4λ ・ 2 4 π 32 R m c
I0
。
( 3) ( 4)
图 1a 、 b、 c 分别给出了 308L 和 347L 奥氏体不 锈钢焊缝金属以及 304L 奥氏体不锈钢母材充氢前 和充氢后 ( i =50mA/cm 2 ,24h ) 的 X 射线衍射谱 线 。从图中可以清楚地看到 , 奥氏体相的衍射峰变 宽 ( 半高宽增大 ) , 而且峰位向低角度方向移动 。充 氢前 三 种 材 料 奥 氏 体 晶 格 常 数 分 别 0.3599nm ( 308L ) , 0.3599nm ( 347L ) 和 0.3604nm ( 304L ) 。 充氢 后 三 种 材 料 的 奥 氏 体 晶 格 常 数 分 别 增 加 到 0.3693nm ( 308L) ,0.3701nm ( 304L) 和 0.3648nm
【12】304不锈钢应变诱发_马氏体相变及对力学性能的影响
第24卷第5期2006年9 物理测试 Physics Examination and TestingVol.24,No.5 Sep.2006作者简介:王 健(19762),男,硕士生; E 2m ail :wj1976@ ; 修订日期:2006204210304不锈钢应变诱发α′马氏体相变及对力学性能的影响王 健1,2, 杨卓越1, 陈嘉砚1, 苏 杰1(1.钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081;2.云南大学,云南昆明650091)摘 要:借助于X 射线衍射,研究了C 、Mn 、Cr 和Ni 含量对304奥氏体不锈钢拉伸力学性能和应变诱发马氏体相变倾向的影响。
结果表明:C 、Mn 、Cr 和Ni 在允许的成分范围内变化,应变诱发α′马氏体相变倾向差异很大,这导致屈服强度和抗拉强度复杂的变化,尽管应变诱发α′马氏体相变使加工硬化速率提高,相变可以诱发塑性,但相变速率较快,相变倾向较大的钢塑性反而下降,此外,由于室温变形还增大热诱发马氏体相变倾向,从而限制了C 、Mn 、Cr 和Ni 下限钢在高精度和低温环境下构件的应用。
关键词:304不锈钢;应变诱发;马氏体相变;拉伸力学性能中图分类号:T G 115.5 文献标示码:A 文章编号:100120777(2005)0520008204Strain 2induced Martensite T ransform ation and E ffects onMechanical Properties in 304Stainless SteelWAN G Jian 1,2, YAN G Zhuo 2yue 1, C H EN Jia 2yang 1, SU Jie 1(1.Institute of Structure Materials ,Central Iron &Steel Research Institute ,Beijing 100081China ;2.Yunnan University ,Kunmin 650091,Yunnan ,China )Abstract :By means of X 2ray diff raction technique ,the effects of C 、Mn 、Cr and Ni on the tensile properties and the tendency of strain 2induced martensite transformation in AISI 304stainless steel have been investigated.The re 2sults have shown that ,even though the variations of C 、Mn 、Cr and Ni were restricted to the standard specifica 2tion ,there existed significant difference with respect to the stability of austenite ,leading to the complex variation in yield strength and tensile strength.Despite increase in the rate of work hardening due to strain 2induced martens 2ite transformation and transformation 2induced plasticity ,the inferior ductility was caused by high rate of formation martensite in the steel with low C 、Mn 、Cr and Ni contents.Moreiover ,the deformation at room temperature in 2creased the tendency of thermally induced martensite transformation in steel with low C 、Mn 、Cr and Ni contents ,which give rise to low precision of components and brittlement in the steels used in low temperature.K ey w ords :304stainless steel ;strain 2induced ;martensite transformation ;tensile properties 奥氏体不锈钢组织是亚稳定的,在变形过程中发生应变诱发相变,相变产物为ε马氏体(hcp )和α马氏体(bcc ),其中ε马氏体仅在应变较小时形成,随应变的累积ε马氏体逐步消失,与此同时α′马氏体量持续增加,目前已在较宽的化学成分范围内,研究了应变诱发α′马氏体对加工硬化、塑性成形能力等力学行为的影响[1～3],由于这些研究不是针对某一种奥氏体不锈钢进行的,因此研究结果的适用性受到了限制,因此迫切需要针对某一种钢在允许的范围内变化成分时,应变诱发α′马氏体相变倾向、以及对力学行为的影响进行研究,以提高研究结果的实用性。
304不锈钢马氏体相变
304不锈钢马氏体相变
304不锈钢因其独特的耐腐蚀和良好的焊接性在现代工业生产中得到了广泛的应用。
由于固溶处理后304不锈钢组织为过饱和的亚稳态奥氏体，在发生较大程度塑性变形时，容易出现形变诱导马氏体相变。
对于产品加工而言，形变诱导马氏体的出现易导致产品形变硬化现象的加剧，造成产品塑变能力下降以及制备过程中的开裂，且在产品后期服役使用时也易出现延迟开裂以及应力腐蚀状况，因此对影响材料形变诱导马氏体相变的因素的相关研究，将有助于提高304不锈钢产品塑性加工的成形能力及抗开裂、抗腐蚀性能。
目前关于304不锈钢形变诱导马氏体相变的研究很多，Arpan等人发现304不锈钢塑性变形过程中马氏体转变量随着应变率的增加而降低，对于弯曲试样不同部位形变诱导马氏体相变量进行了测量，发现马氏体转变量在弯曲试样外侧相较于内侧较多；Lippold等人对304不锈钢形变前后的耐腐蚀性能进行了研究，相较于形变前发现形变后的材料在腐蚀时，晶界处的马氏体组织易于优先腐蚀，且在腐蚀介质存在时，易于发生晶间腐蚀现象，整体抗腐蚀性能由于发生形变诱导马氏体相变而降低。
鉴于形变诱导马氏体的影响，在探讨不同因素对于304不锈钢形变诱导马氏体转变影响的基础上，对内高压成形拼焊管不同位置马氏体转变规律进行的相关研究对于304产品内高压成形工艺优化具有重要的意义。
304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析
304不锈钢形变诱导马氏体相变的影响因素分析杨建国;陈双建;黄楠;方坤;苑世剑;刘刚【期刊名称】《焊接学报》【年(卷),期】2012(033)012【摘要】使用室温拉伸和高温拉伸实现了304奥氏体不锈钢不同应变率及不同温度下的拉伸塑性变形，使用铁素体测量仪、XRD等分析手段测试了不同应变率、不同组织状况及不同温度下的形变诱导马氏体转变量．结果表明，形变诱导马氏体的转变量与应变率、组织均匀度及变形温度三种因素有关，室温形变时，随着塑性变形率的增加，马氏体转变量逐渐上升；对于室温下周向变形率为30％的内高压成形环焊缝拼焊管而言，母材、热影响区和焊缝处的马氏体转变量依次呈上升趋势，组织均匀性越差，马氏体的转变量越高；高温拉伸时，随着环境温度的上升，马氏体的转变量呈下降趋势，在275℃时，马氏体的转变量趋近为0．【总页数】4页(P89-92)【作者】杨建国;陈双建;黄楠;方坤;苑世剑;刘刚【作者单位】哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001 浙江工业大学化工机械设计研究所,杭州310032;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001 中国科学研究院上海应用物理研究所,上海201800;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG113.12【相关文献】1.拉伸塑性变形对304不锈钢马氏体相变规律的影响 [J], 卢沛;卢志明;杜斌康;石来民;朱沈瑾2.奥氏体304不锈钢形变诱发马氏体相变与磁记忆效应 [J], 胡钢;许淳淳;袁俊刚3.低温设备和管道用304不锈钢热诱发马氏体相变特征研究 [J], 熊建新4.304不锈钢拉伸变形过程中的马氏体相变 [J], 申勇峰;李晓旭;薛文颖;刘振宇5.ECAP变形下304L奥氏体不锈钢的形变诱导马氏体相变 [J], 杨钢;黄崇湘;吴世丁;张哲峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
奥氏体不锈钢应力松弛开裂敏感性的比较
2022年9月，韩国大田电力公司的HAN-SANG LEE与BUM-SHIN KIM和韩国忠南大学的Sun Ig Hong在《Welding Journal》上发表了《Comparison of Stress Relaxation Cracking Susceptibility of Austenitic Stainless Steels》一文，项目由韩国电力公司支持。
燃煤发电厂的焊接接头通常由347H不锈钢制成。
然而，已知这种合金因应力松弛开裂而失效。
因此，需要定量评估方法作为筛选措施。
文中通过Gleeble®热机械模拟器，用于347H和Super 304H合金热影响区（HAZ）模拟和应力松弛试验。
并通过试验分析说明应力松弛裂纹的敏感性可以根据材料和应变定量来确定。
在600°C（1112°F）蒸汽温度下运行的超临界锅炉的高温部分通常由奥氏体不锈钢制成，如347H、Super 304H或HR3C。
然而，有许多报告表明，当基材为347H时，在相对较短的运行时间（即一至两年）后，热影响区（HAZ）和弯管就会发生损坏。
相关报道已经报道了与347H制成的弯管和HAZ中的应力松弛开裂相关的类似损伤案例。
目前提出的解释涉及应变诱导沉淀硬化现象，其中细沉淀物在晶粒中形成并随后硬化。
特别是，由于快速扩散速度，在晶界处形成了粗碳化物。
因此，这导致变形以及集中在晶界处的裂纹的形成，当不锈钢在冷加工和焊接引起的变形之后暴露于高温时，裂纹开始扩展。
并且这种开裂现象并非焊接区独有。
它也已知发生在弯曲的管中。
美国机械工程师协会（ASME）锅炉和压力容器标准建议，如果在弯曲过程中变形超过10-20%，则对奥氏体管进行固溶热处理。
美国电力研究所（EPRI）建议采用更保守的热处理方法，考虑到应变诱发沉淀硬化，EPRI指出，当变形量超过5%时，应进行热处理。
测量应力松弛裂纹敏感性的方法可分为两类，一类方法是通过分析焊接过程中施加的自约束来评估抗裂性，这些方法仅识别裂缝的发生，不提供定量结果。
奥氏体不锈钢封头产生磁性的原因及影响
奥氏体不锈钢封头产生磁性的原因及影响摘要主要介绍奥氏体不锈钢封头冷成形后产生磁性的原因，影响因素，及预防措施。
关键词奥氏体不锈钢；冷加工变形；磁性；马氏体1 引言1#乙二醇EO扩能改造项目新增加的一批设备（E-450、D-450等）运至现场时，我们发现其奥氏体不锈钢封头（折边附近）带有较大的磁性。
众所周知，奥氏体不锈钢是不应有磁性的。
最初怀疑所用的不锈钢材料不合格，经过光谱检测，未发现材料有异常，均为合格的S30408不锈钢。
在与制造厂方技术人员沟通交流，及查阅学习相关资料后，基本确定封头产生磁性是由于奥氏体不锈钢在冷加工形变过程中组织发生了变化，部分奥氏体转变为马氏体。
而体心立方结构的马氏体是具有磁性的。
那么，马氏体组织产生的原因，与哪些因素有关，对设备的使用性能是否有影响，如何避免产生马氏体等问题是作为使用单位及设备管理人员需要关注的。
2 马氏体产生的原因及影响因素按照组织成分的不同，不锈钢可以分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢及沉淀硬化相不锈钢，其中奥氏体不锈钢是使用量最大的一种。
由于组织结构的原因，奥氏体不锈钢理论上是没有磁性的，但是经过冷加工后常用的18-8系列（304等）奥氏体不锈钢经常会产生磁性，特别是封头、弯管等加工程度较大的部件尤为明显。
国内外的一些研究研究表明，这些封头的部件产生磁性的原因主要是奥氏体不锈钢经冷加工成型，部分奥氏体会发生马氏体转变。
2.1马氏体转变机理通常马氏体组织可以经过淬火工艺处理而得到，即将钢加热到奥氏体转变温度以上，保温一定时间，使钢充分奥氏体化后，快速冷却。
当奥氏体降至马氏体转变温度M s点以下，其组织就开始转变为马氏体，一直到温度M f点停止转变。
实验研究表明，当奥氏体不锈钢经冷加工成型时，部分奥氏体由于受到拉、压应力也会发生马氏体转变，且马氏体与奥氏体共用晶格，以切变方式在极短时间内发生无扩散相变，这种马氏体又称为形变马氏体。
奥氏体不锈钢应力腐蚀及防护措施
奥氏体不锈钢应力腐蚀及防护措施一般情况下奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性，但在特殊的工况条件下，也会发生应力腐蚀现象，给工程带来极大的安全隐患。
论述了奥氏体不锈钢应力腐蚀发生的条件、腐蚀的机理及防护措施，为解决奥氏体不锈钢应力腐蚀失效的问题提供了依据。
奥氏体不锈钢因为具有优良的机械性能及可焊性，同时还有其它普通金属不可比拟的耐腐蚀性能，而成为石油化工行业中重要的耐腐蚀材料。
奥氏体不锈钢耐腐蚀是由于在其表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜。
Cr和Ni是不锈钢具有耐腐蚀性能最主要的合金元素。
Cr和Ni使奥氏体不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜，使其钝化，降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度，使不锈钢的耐腐蚀性能提高。
这层膜一旦遭到机械损伤而破坏，钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地使其恢复。
但不锈钢的耐腐蚀性能是有针对性的，即在空气、水、中性溶液等介质中是稳定的，而在其它介质中则有可能发生腐蚀破坏。
据统计，在设备腐蚀中，奥氏体不锈钢的腐蚀约占各种腐蚀的1/2，而奥氏体不锈钢材料的应力腐蚀现象，又占所有材料应力腐蚀的2/3以上。
应力腐蚀指金属在拉伸应力和特定的腐蚀介质联合作用下发生的低应力脆性断裂。
应力腐蚀开裂是一种腐蚀速度快、破坏严重，且往往在没有明显宏观变形及在金属表面无腐蚀的情况下，发生的突发性低应力脆断，由于这种脆断的突然性和不可预测性，因而具有相当大的危险性。
1 产生条件应力腐蚀破裂是拉应力与腐蚀因素共同作用产生的。
一般情况下，构成应力腐蚀断裂应具备3个条件：（1）特定材料具有一定化学成分和组织结构的不锈钢，在一些介质中对应力腐蚀敏感；（2）足够大的拉伸应力生产制造过程中及产品的结构设计不合理等而造成的残余拉应力，拉应力是产生应力腐蚀开裂的必要条件；（3）特定的腐蚀环境只有在一定的材料——介质的组合条件下才会发生应力腐蚀断裂。
2 产生机理01 应力腐蚀破裂过程应力腐蚀破裂的过程可分为3 个阶段：第一阶段为腐蚀引起裂纹或蚀坑的阶段，即导致应力集中的裂纹源生核孕育阶段，常称之为潜伏期或诱导期；第二阶段为裂纹扩展阶段，即由裂纹源或蚀坑发展到单位面积所能承受最大载荷的所谓极限应力值时的阶段；第三阶段是失稳纯力学的裂纹扩展阶段，即破裂期。
奥氏体不锈钢应力腐蚀产生原因分析
奥氏体不锈钢应力腐蚀产生原因分析
查丽文 （常熟制药机械厂有限公司， 江苏 常熟 ２１５５００）
１ 奥氏体不锈钢应力腐蚀 产生原因
应力腐蚀是指合金在腐蚀和 一定方向的拉应力同时作用下产 生的破裂。应力腐蚀破裂造成的 金属损坏不是力学破坏腐蚀与腐 蚀损坏两项单独作用的简单叠加， 因为在腐蚀介质中，在远低于材 料屈服极限的应力下会引起破裂， 在应力的作用下，腐蚀性极弱的 介质就可能引起腐蚀破裂。它常 常是在从全面腐蚀方面看来是耐 蚀的情况下发生的，没有形变预 兆的突然断裂，容易造成严重事 故。但应力腐蚀破裂也具有一些 特征：①必须存在拉应力 （如焊 接、冷加工等产生的残余应力）， 如果存在压应力则可抑制这种腐 蚀；②只发生在一定的体系。
图１
腐蚀的条件。因为附着物的绝热 效应，而使得其在下面的管壁温 度接近过程壳体的温度。随着物 层的形成，对于传热面的应力腐 蚀是应特别重视的因素。
根据热交换的实际使用结果， 绘成了过程流体温度及冷却水含 Ｃｌˉ浓度与产生应力腐蚀破裂损坏 的关系曲线如图 ２ 所示。根据图 ２ 可以预测热交换器可产应力腐 蚀的临界值时，可采用清洗的方 法去垢，从而把设备表面的 Ｃｌˉ去 掉，进而延长使用寿命。图 ２ 中 的 （Ａ） 曲线系由西野所统计的热 交换器冷却水 Ｃｌˉ含量与被冷却的 工作温度之间的关系曲线，而 （Ｂ） 曲线，则系该设备表面腐蚀产生 物，水垢中的 Ｃｌˉ含量。
产：低压系列真空开关管、真空接触器、高压系列真空开关管、真空接触器。产品用于电力、石油、
化工、冶金、煤炭等工业部门。
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时效时间对304不锈钢力学性能及显微组织研究
时效时间对304不锈钢力学性能及显微组织研究∗胡静;严辉;谢焱;张先林;谢文玲;廖向开【摘要】研究了形变后时效时间对304不锈钢延伸率、硬度和显微组织的影响。
结果表明：采用室温拉伸30%后进行900℃时效10~30 min热处理的相变循环，相变循环2次后，均实现了超塑性，随着时效时间的增加总延伸率增加，时效20 min后达到最大值195%后减小，硬度呈现类似的变化规律。
显微组织观察结果表明，随着时效时间的增大，晶粒尺寸先减小后增大，在时效20 min时晶粒最小。
%The effect of aging time after deformation on the elongation, hardness and microstructure of 304 stainless steel was studied. The results showed that after stretching 30% at room temperature and then aging at 900 ℃ for 10 to 30 min as one phase change cycle, after two c ycles, the phase transformation superplasticity can be achieved. With the increase of the aging time the total elongation increased, and reached the maximumof 195% for aging 20 min, and then decreased. The changing rule of the hardness was similar. The microstructure observations showed that withthe increase of aging time, grain size decreased firstly, and then increased, and the grain size was the most small for aging 20 min.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)012【总页数】2页(P82-83)【关键词】延伸率;相变循环;超塑性;304不锈钢;时效时间【作者】胡静;严辉;谢焱;张先林;谢文玲;廖向开【作者单位】四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000;四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000;四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000;四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000;四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000;四川理工学院机械工程学院，四川自贡 643000【正文语种】中文【中图分类】TG142.25;TG156.92304不锈钢是产量和消费最大、最知名的一种18-8型铬镍不锈钢，具有良好的抗氧化性、较高的力学性能和优良的耐腐蚀性，在能源、化工、航空、汽车工业、船舶制造以及食品医疗等行业都得到了广泛的应用[1]。
应力诱导马氏体相变
应力诱导马氏体相变一、前言应力诱导马氏体相变是材料科学中的一个重要研究方向，它涉及到材料的力学性能、微观结构和组织演化等多个方面。
本文将从以下几个方面对应力诱导马氏体相变进行详细介绍。
二、什么是应力诱导马氏体相变1. 马氏体相变的基本概念马氏体相变是指当固态合金受到外界刺激（如温度、应力等）时，其微观组织会发生改变，从而引起宏观性能的变化。
其中最为典型的就是钢铁材料中的马氏体相变。
2. 应力诱导马氏体相变的定义应力诱导马氏体相变是指在固态合金受到外界应力作用下，其微观组织发生改变，从而引起宏观性能的改善。
这种现象主要表现在高强度钢铁材料中，通过施加压缩或拉伸等载荷来引起马氏体相变，从而提高其强度和韧性。
三、应力诱导马氏体相变的机理1. 马氏体相变的基本机理马氏体相变的基本机理是通过固态合金中的奥氏体晶粒在受到外界刺激时发生相变，从而转化为马氏体晶粒。
这种相变是由于奥氏体晶格中的一部分原子在受到外界刺激时发生位错滑移和扭曲，导致其内部结构发生改变，从而引起相变。
2. 应力诱导马氏体相变的机理应力诱导马氏体相变是通过施加外界应力作用来改变固态合金中的奥氏体晶粒结构，从而引起马氏体相变。
具体来说，当固态合金受到压缩或拉伸等载荷时，其内部奥氏体晶粒会发生位错滑移和扭曲，从而引起其内部结构的改变。
这种结构改变会导致奥氏体晶格中的一部分原子重新排列，最终形成新的马氏体晶粒。
四、应力诱导马氏体相变对材料性能的影响1. 强度提高应力诱导马氏体相变可以使固态合金中的马氏体晶粒数量增加，从而提高其强度。
同时，马氏体晶粒的形态也会发生改变，从而提高其抗拉强度和屈服强度等力学性能。
2. 韧性提高应力诱导马氏体相变可以使固态合金中的奥氏体晶粒结构发生改变，从而改善其韧性。
具体来说，马氏体晶粒的形态和分布会影响材料的断裂行为和断裂韧性等性能。
3. 疲劳寿命提高应力诱导马氏体相变可以使固态合金中的微观结构发生改变，从而提高其疲劳寿命。
304不锈钢的腐蚀解读
304不锈钢的腐蚀应力腐蚀应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。
应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。
应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。
二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。
三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。
四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂晶间腐蚀说明:局部腐蚀的一种。
沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。
主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。
晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。
通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。
不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。
晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。
腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。
不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。
不锈钢的晶间腐蚀:不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。
晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。
当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。
因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。
304不锈钢的腐蚀资料
304不锈钢的腐蚀应力腐蚀应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。
应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。
应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。
二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。
三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。
四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂晶间腐蚀说明:局部腐蚀的一种。
沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。
主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。
晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。
通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。
不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。
晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。
腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。
不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。
不锈钢的晶间腐蚀:不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。
晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。
当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。
因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。
Cu对304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体相变的影响
Cu对304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体相变的影响
杨卓越;王建;苏杰;熊建新
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2007(028)001
【摘要】借助X-射线衍射分析法研究了0.45%～1.44%Cu对(%):0.068～0.072C、18.72～19.06Cr、9.40～9.46Ni的304不锈钢-196 ℃低温拉伸应变诱发马氏体
相变的影响.结果表明,Cu对304不锈钢-196 ℃应变诱发ε马氏体相变有明显的抑制作用;当Cu含量增至1.44%时,在经低温变形的钢中未检测到ε马氏体相变.随钢中Cu含量增加,-196 ℃应变诱发α'马氏体相变倾向降低,致使应变累积到一定程度后,流变应力低于低Cu钢.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】杨卓越;王建;苏杰;熊建新
【作者单位】钢铁研究总院,北京,100081;钢铁研究总院,北京,100081;钢铁研究总院,北京,100081;中国石油化工股份有限公司,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.奥氏体304不锈钢形变诱发马氏体相变与磁记忆效应 [J], 胡钢;许淳淳;袁俊刚
2.应变速率对304奥氏体不锈钢应变硬化行为的影响 [J], 汪志福;孔韦海
3.S31608奥氏体不锈钢应变强化诱发马氏体相变实验 [J], 陈海云;盛水平
4.304奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变研究 [J], 杨卓越;王建;陈嘉砚
5.304不锈钢棘轮变形过程中应变诱发马氏体相变行为研究 [J], 程晓娟;王弘;康国政;董亚伟;刘宇杰
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奥氏体、马氏体、铁素体、双相不锈钢的区别简介
不锈钢简介：不锈钢通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。
这种不锈性和耐蚀性是相对的。
试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
不锈钢的分类方法很多。
按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。
由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
不锈钢牌号分组200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢型号301—延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号304—通用型号；即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
型号309—较之304有更好的耐温性。
型号316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
[1]型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
什么是奥氏体和马氏体不锈钢？两者有什么区别，有哪些应用？
什么是奥氏体和马氏体不锈钢？两者有什么区别，有哪些应用？好久没出来露脸了，你不会把我忘了吧。
这么久没出来，主要是因为最近在忙项目。
另外，就是在考虑后续文章的连续性，就是先写什么，再写什么的问题。
前几天，还有朋友看到我朋友圈发的五一风景照，赞美了一下，对我说，你很久没更新日记了，我以为你不更新了。
我说，怎能呢，我会更新的，这个月就更新。
这不，今天，我就来了。
虽然有点晚，但是，我想说，我想死你了。
哈，言归正传。
上周五，我在选择洁净房使用的微型导轨时，其中有一项是材料的选择。
导轨供应商说，使用马氏体不锈钢，具有抗蚀功效，然后又说，使用奥氏体不锈钢，具有高抗蚀功效。
我随手翻阅了一下手册，找到了如下的不锈钢性质列表，和导轨供应商说的一模一样。
其实，在机械设计中，我们经常会用到奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢，因为它们具有良好的物理和力学性能。
例如，常用的奥氏体不锈钢AISI303和AISI304，其弹性模量在200Gpa左右，屈服强度在190Mpa－230Mpa。
而常用的马氏体不锈钢AISI420和AISI440C，弹性模量为215Gpa，其中420淬火和回火热处理后，屈服强度可达345Mpa－1420Mpa，440C热处理后，屈服强度甚至可以达到1900Mpa。
淬火（Quenching），就是把工件加热到奥氏体化的临界温度以上30-50℃，保温后取出，在水或者油中极速冷却的过程。
以前打铁，做镰刀，砍刀等都会用淬火，使得刀具硬而不易脆断（需要回火）。
为了方便理解和记忆，淬可以理解为蘸，就是将烧红的金属元件，到水里蘸一下，就像蘸辣椒酱，蘸金属这口味有点重。
回火（Tempering），就是把淬火后的工件再次加热到727℃以下，保温后取出，在空气，油或水中冷却的过程。
回字体现了再次的意思，这个再次是在淬火以后，一般淬火后都需要做回火，以消除内应力，使组织稳定。
马氏体不锈钢体系奥氏体不锈钢体系我们知道，奥氏体不锈钢没有磁性，有很好的抗腐蚀性能，如刚才提到的303，304，还有316，202等不锈钢。