【摘要】：采用深冷軋制技術(shù)對AISI 310S奧氏體不銹鋼進行不同變形量的實驗,借助OM、SEM、TEM、XRD及微拉伸試驗等方法研究了不同變形量下奧氏體不銹鋼的組織特性及性能變化規(guī)律。結(jié)果表明:奧氏體不銹鋼在深冷軋制不同變形量下均未發(fā)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變,在變形量為30%時,組織內(nèi)部出現(xiàn)高密度位錯且夾雜少量的形變孿晶,隨著變形量增大至70%時,組織內(nèi)部出現(xiàn)大量形變孿晶,孿晶與位錯的交互作用顯著加劇;到變形量為90%時,晶粒完全碎化至納米量級。而且隨著變形量的增大,強度指標(biāo)大幅度上升,屈服強度、抗拉強度分別從原始態(tài)的305 MPa、645 MPa增加至1099 MPa、1560 MPa;而伸長率則從40.8%(原始)下降至6.4%(變形量90%),拉伸斷口由韌性斷裂向準(zhǔn)解理斷裂轉(zhuǎn)變。
【圖文】：

在軋制后的試樣上用線切割機取0.5mm厚的薄片，經(jīng)砂紙單面減薄至50μm左右后在Gatan691離子減薄儀上進行減薄至穿孔為止，在JEM-2010型透射電子顯微鏡上進行精細(xì)組織的觀察，電子加速電壓為200kV;在D8ADVANCE型X射線衍射儀上測試奧氏體不銹鋼變形過程中的物相變化，管電壓為35kV，管電流為40mA;用MH-3型顯微硬度計測試硬度，所用載荷200g，加載時間為10s，卸載時間為5s，每個試樣均測量5點，然后取其平均值。在軋制后的試樣上截取微拉伸試樣，試樣的長度方向平行于軋制方向，試樣的標(biāo)距尺寸為10mm×2.5mm×0.51mm，如圖1所示，在Instron5948Ｒ型微力材料試驗機上進行力學(xué)性能的測試，拉伸速度為0.1mm/min，借助JSM-5610LV型掃描電子顯微鏡對試樣的斷口形貌進行觀察分析，電子加速電壓為20kV。2結(jié)果與分析2.1組織演變圖2為奧氏體不銹鋼深冷軋制前、后的組織照片。從中可以看出，隨著變形量的增大，晶粒的變形圖1微拉伸試樣示意圖Fig．1Dimensionofmicro-tensilesample程度顯著加劇。圖2(a)為經(jīng)水韌處理過、深冷軋制前的奧氏體不銹鋼組織，組織均勻，晶界清晰，為單一奧氏體組織，晶粒尺寸約在60μm。當(dāng)變形量為30%時，可以看出少數(shù)奧氏體晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了滑移線，如圖2(b)所示;當(dāng)變形量為50%時，可以清楚的觀察到發(fā)生滑移變形的晶粒數(shù)目迅速增多，且晶粒內(nèi)部的滑移線和軋制方向保持一致，如圖2(c)所示;當(dāng)變形量增大到70%時，大部分奧氏體晶粒變形程度劇烈，被拉長為長條狀或扁平狀，且相鄰滑移線之間發(fā)生明顯的交互作用，如圖2(d)所示;當(dāng)變形量繼續(xù)增大到90%時，奧氏體晶界模糊不清，晶粒全部被拉長，形成纖維狀組織，如圖2(e)所示。圖3為奧氏體不銹鋼深冷軋制前、后的XＲD圖譜，從圖3中可以看出，和深冷軋制前的試樣相比，?

材料熱處理學(xué)報第36卷圖2深冷軋制變形前后奧氏體不銹鋼的組織(a)原始奧氏體組織;(b)變形量30%;(c)變形量50%;(d)變形量70%;(e)變形量90%Fig．2Metallographicmicrostructureofausteniticstainlesssteelbeforeandaftercryogenicrollingwithdifferentdeformation(a)microstructureofas-receivedaustenitesteel;(b)30%deformation;(c)50%deformation;(d)70%deformation;(e)90%deformation圖3奧氏體不銹鋼深冷軋制前后的XＲD峰的變化Fig．3XＲDspectraoftheausteniticstainlesssteelbeforeandaftercryorolling顯增加，位錯纏結(jié)程度也越來越劇烈，與此同時還出現(xiàn)了少量的形變孿晶，如圖4(b)所示;當(dāng)變形量持續(xù)增大至70%后，位錯纏結(jié)程度進一步加劇，出現(xiàn)大量的形變孿晶，且形變孿晶之間的間距越來越小，位錯和孿晶之間相互交割，如圖4(c)所示。變形量增大至90%以后，奧氏體不銹鋼晶粒已經(jīng)完全碎化至納米量級，如圖4(d)所示。之所以會出現(xiàn)不同的微觀組織形貌，主要是因為累積應(yīng)變的不同所致。在深冷軋制狀態(tài)下，位錯的動態(tài)回復(fù)被抑制，變形使得試樣內(nèi)部產(chǎn)生了大量位錯，位錯密度急劇增加，位錯的纏結(jié)程度顯著加劇，當(dāng)位錯的運動受到阻礙后，試樣內(nèi)部出現(xiàn)了形變孿晶來協(xié)調(diào)劇烈的塑性變形，形變孿晶和運動位錯產(chǎn)生交互作用，隨著變形量的增大，形變孿晶與位錯間的交互作用更加劇烈，導(dǎo)致位錯運動受阻，從而使得晶粒完全碎化。圖4(d)右上方為變形量為90%的選區(qū)電子衍射圖譜(SAED)，，可以看出，衍射斑點已經(jīng)連成了連續(xù)環(huán)狀，說明了在該變形量下，奧氏體不銹鋼晶粒已經(jīng)被細(xì)化為納米晶。2.2力學(xué)性能圖5為奧氏體不銹鋼經(jīng)過不同變形量深冷軋制后的顯微硬度與變形量之間的關(guān)系曲線。水韌處理后原始奧氏體不銹鋼的硬度值約為260HV;變形量為30%時?

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 張熹;王春旭;劉憲民;史慶南;;18-18-0.5N高氮奧氏體不銹鋼冷軋變形過程中的組織演變和形變強化[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2008年08期

2 周翠蘭;劉紅梅;白晉鋼;聶志水;周禾豐;喬s

本文編號：2569858