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304不銹鋼管微觀組織變化與冷加工的關系

2022-05-19 16:05:52 正佳不銹鋼

經研究發現亞穩態的304在冷軋、冷拔、平整及矯正等加工過程中會誘發奧氏體向馬氏體轉變。而馬氏體相的存在改變了材料的電化學和耐蝕性能，容易成為孔蝕源發生孔蝕，進而產生應力腐蝕開裂，會給生產和人身安全帶來危害。接下來，我們一起來了解304不銹鋼管微觀組織變化與冷加工的關系。

1、拉伸形變量與馬氏體含量的關系
如圖1所示，室溫下(25℃)形變量小于10%時，304管僅有少量的馬氏體相變，當形變量在10%~40%之間時，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℃)馬氏體轉變隨拉伸形變量增大而變化較大，形變量在6%以上時，馬氏體含量就開始迅速增加。形變量為20%時，馬氏體相變量已達到22%。同一形變量低溫時產生的馬氏體量要比室溫時高得多，可見低溫有利于形變誘發馬氏體相變。鋼管經180℃下拉伸后，其馬氏體含量沒有變化，說明在這個溫度下拉伸，304不銹鋼管不會產生形變誘發的馬氏體相變。

2、軋制形變量與馬氏體含量的關系
如圖2所示，室溫軋制試驗與室溫拉伸試驗形變量與馬氏體含量的關系相似，但相同軋制形變誘發的馬氏體相變量略多于拉伸形變產生的馬氏體量，可見在室溫條件下軋制同樣的可以使亞穩態的304不銹鋼制品管產生形變誘發馬氏體。

3、彎曲形變量與馬氏體含量的關系
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，由于材料內側彎曲的曲率大于外側的曲率，并且內側受到壓應力，所以內側馬氏體轉變量較外側的大。鋼在奧氏體化后經過一定的冷卻速度，抑制其擴散性分解，在較低的溫度下發生的無擴散型相變為馬氏體轉變。馬氏體轉變符合一般相變的規律，遵循相變的熱力學條件。馬氏體相變的驅動力為新相與母相的化學自由能差，馬氏體相變有其固定的轉變開始溫度Ms點，即奧氏體在冷卻時自發轉變為馬氏體的溫度，當T≤Ms時,才能發生馬氏體相變。

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