304不銹鋼管微觀組織變化與冷加工的關(guān)系

2022-05-19 16:05:52 正佳不銹鋼

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)的304在冷軋、冷拔、平整及矯正等加工過(guò)程中會(huì)誘發(fā)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。而馬氏體相的存在改變了材料的電化學(xué)和耐蝕性能，容易成為孔蝕源發(fā)生孔蝕，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，會(huì)給生產(chǎn)和人身安全帶來(lái)危害。接下來(lái)，我們一起來(lái)了解304不銹鋼管微觀組織變化與冷加工的關(guān)系。

1、拉伸形變量與馬氏體含量的關(guān)系
如圖1所示，室溫下(25℃)形變量小于10%時(shí)，304管僅有少量的馬氏體相變，當(dāng)形變量在10%~40%之間時(shí)，馬氏體含量隨形變量的增大而增加得較快，馬氏體含量由0.7%增至6.8%。低溫下（-70℃)馬氏體轉(zhuǎn)變隨拉伸形變量增大而變化較大，形變量在6%以上時(shí)，馬氏體含量就開(kāi)始迅速增加。形變量為20%時(shí)，馬氏體相變量已達(dá)到22%。同一形變量低溫時(shí)產(chǎn)生的馬氏體量要比室溫時(shí)高得多，可見(jiàn)低溫有利于形變誘發(fā)馬氏體相變。鋼管經(jīng)180℃下拉伸后，其馬氏體含量沒(méi)有變化，說(shuō)明在這個(gè)溫度下拉伸，304不銹鋼管不會(huì)產(chǎn)生形變誘發(fā)的馬氏體相變。

2、軋制形變量與馬氏體含量的關(guān)系
如圖2所示，室溫軋制試驗(yàn)與室溫拉伸試驗(yàn)形變量與馬氏體含量的關(guān)系相似，但相同軋制形變誘發(fā)的馬氏體相變量略多于拉伸形變產(chǎn)生的馬氏體量，可見(jiàn)在室溫條件下軋制同樣的可以使亞穩(wěn)態(tài)的304不銹鋼制品管產(chǎn)生形變誘發(fā)馬氏體。

3、彎曲形變量與馬氏體含量的關(guān)系
如圖3所示，彎曲半徑越小得到的馬氏體含量越多，在彎曲弧度相同的條件下，由于材料內(nèi)側(cè)彎曲的曲率大于外側(cè)的曲率，并且內(nèi)側(cè)受到壓應(yīng)力，所以?xún)?nèi)側(cè)馬氏體轉(zhuǎn)變量較外側(cè)的大。鋼在奧氏體化后經(jīng)過(guò)一定的冷卻速度，抑制其擴(kuò)散性分解，在較低的溫度下發(fā)生的無(wú)擴(kuò)散型相變?yōu)轳R氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體轉(zhuǎn)變符合一般相變的規(guī)律，遵循相變的熱力學(xué)條件。馬氏體相變的驅(qū)動(dòng)力為新相與母相的化學(xué)自由能差，馬氏體相變有其固定的轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度Ms點(diǎn)，即奧氏體在冷卻時(shí)自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度，當(dāng)T≤Ms時(shí),才能發(fā)生馬氏體相變。

304不銹鋼管的Ms為-17℃，由于發(fā)生馬氏體相變時(shí)，基體要產(chǎn)生均勻的切變，外加應(yīng)力將有助于馬氏體的形變。此外，合金中鎳的重量比對(duì)304的穩(wěn)定性有影響。根據(jù)報(bào)導(dǎo)，鎳的重量比在25.5%~26.0 %以上時(shí)，304不銹鋼在室溫下塑性變形不能誘發(fā)馬氏體相變。但是，鎳的重量比在20.5%~25.5 %之間時(shí)，室溫下變形就能誘發(fā)馬氏體相變，鎳的重量比愈低，馬氏體含量則愈多。室溫變形時(shí)，可以產(chǎn)生馬氏體相變，即室溫304不銹鋼焊管為亞穩(wěn)態(tài)。