敏化引起马氏体转变对304奥氏体不锈钢的影响
304奥氏体不锈钢被广泛地用作工程材料,采用在该钢中形变引起马氏体转变以达到强化的效果。对于合金元素含量低的钢种(如301和304),冷却到低温也可以引起马氏体转变。
暴露在600℃~800℃的温度时,奥氏体不锈钢经历敏化。敏化过程中,碳化物沿晶界和孪晶间界析出,因此合金元素的这些间界的邻域受到破坏。在被敏化的钢中,这些间界和界面附近的奥氏体更加对马氏体转变敏感(敏化引起马氏体转变)。
因为晶界和孪晶间界在塑性变形中起到重要的作用,所以这些间界附近的敏化引起的马氏体转变可能影响拉伸行为。K.H.Lo等人研究的意图是:(1)研究敏化引起马氏体转变对304奥氏体不锈钢拉伸行为的影响和(2)评定由不同的预处理产生的马氏体的影响。
在进行室温拉伸试验前,AISI304试样进行各种预处理:(1)浸没在液氮中;(2)先变形至40%的延伸率+浸没在液氮中;(3)在600℃热退火2小时;(4)在600℃热退火2小时+浸没在液氮中。浸没在液氮和先塑性变形是为了在试样中引起马氏体转变。因为在600℃进行敏化处理会在晶界和孪晶间界处产生碳化物析出,所以这些间界的邻近地区受到破坏。
用西门子D500X-射线衍射仪(CuKα)进行相鉴定。用光学显微镜和扫描电子显微镜(日立S-3400N,型号ISEM)观察显微组织特性。用Instron拉伸试验机(型号:UTM,模式:60HVL)以0.3mm/s的十字速度进行拉伸试验。每种预处理条件使用2个拉伸试样。用双回路电化学动态电位反应(DLEPR)试验(25℃时,0.5MH2SO4+0.01MKSCN)测定敏化度(DOS)。
实验的结果表明:304奥氏体不锈钢的拉伸行为受敏化的影响很大。敏化对极限拉伸强度的改变不很大,但屈服强度降低。应变硬化行为也发生变化。应变硬化行为的变化主要是因为细的碳化物析出,但不是因为变形引起的马氏体和敏化引起的马氏体。屈服强度的降低与敏化导致固溶强化元素损失有关。极限拉伸强度几乎不变主要是位错叠合和大量应变引起马氏体转变的结果,而不是先前存在的由敏化引起的马氏体所导致。对于未敏化的钢,大部分钢中因预先应变和浸没在液氮中产生马氏体转变,却不会改变该钢的拉伸行为。
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