【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 Testing

Vol.24,No.5

　Sep.2006

作者简介:王　健(19762),男,硕士生; E 2m ail :wj1976@ ; 修订日期:2006204210

304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)0520008204

Strain 2induced Martensite T ransform ation and E ffects on

Mechanical Properties in 304Stainless Steel

WAN 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。为此本文根据A ISI304钢标准冶炼了3炉钢,将C 、Mn 、Cr 和Ni 分别控制在上、中和下限,通

过室温和液氮温度拉伸,对应变诱发α′

马氏体相变

倾向,以及对拉伸力学性能的影响进行了系统研究。

1　材料与试验方法

3炉试验钢用50kg 真空感应炉冶炼,将将C 、

Mn 、Cr 和Ni 分别控制在上、中和下限,称为A 、B 和C 钢,其化学成分见表1。冶炼后浇铸成40kg 的坯料。经锻造、热轧后再冷轧成2mm ×110mm ×L mm 板材。从板材上纵向切取标距为10mm ×40mm 的板拉伸试样,试样经过固溶处理(1050℃×30min 水冷)。将固溶处理后的拉伸试样分为2组,

第一组拉伸试样分别在室温和液氮温度(-196℃)下,在M TS 2880拉伸试验机上拉伸,夹头速度为2

mm /min ,除测定力学性能外,将若干个试样拉伸到一定应变后中断,工程应变分别控制在0.06、0.12、0.18和0.24附近,以研究微观组织在应变累积过