低温设备和管道用304不锈钢热诱发马氏体相变特征研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

化 工 设 备 与 誓 遵 第50卷第4期2 实验结果与讨论2.1 热诱发相变产物及对成分的敏感性1 和 2 钢经1 050℃ ×30min水冷”固溶处理，甚至固溶后冷却到液氮温度均未发生相变 (或相变产物量少，而不可检测)，但 C、Mn、Cr和Ni较低的3 钢固溶处理样品，x.射线衍射谱上出现 (110) 和 (112)。[特征峰 (图1)，即形成少量0c马氏体 (图1)。固溶处理后移人液氮内冷却 120 min，1 和2 钢仍未检测的任何相变产物，但从3 钢 x-射线衍射谱上可以看出： 马氏体量比固溶态显著增加，并伴随有s马氏体的出现 (图2)，从而证明C、Mn、Cr和Ni接近下限时，304奥氏体不锈钢稳定性很差。

图1 3 钢固溶态x射线衍射谱Fig.1 X-ray difraction spectrum of No.3 steel after solutiontreatment20/(。)b.3 钢图2 固溶后液氮浸泡X射线衍射谱Fig.2 X-ray diffraction spectrum of samples immersed inliquid nitrogen after solution treatment2.2 室温预应变对奥氏体稳定性的影响用 x.射线衍射测试室温拉伸产生-定应变量的试样，见图3，结果表明：真应变累积到0.27以上，1 和2 钢均未检测到s或 马氏体，但 3 钢真应变累积到O.049， 马氏体量已超过 10%，并出现了明显的 (101)衍射峰，此后随真应变的累积，。c马氏体量快速增加 (图2和 5)，真应变累积到 0.18以后，0马氏体量增加速度趋缓，并逐渐趋于饱和；真应变在 0.16以下的试样内存在应变诱发s马氏体，0.095真应变出现最多的s马氏体 (约 5.5%)，s马氏体总是伴随6c马氏体存在，但没有像 反马氏体那样随真应变累积快速增加，也没有发现s马氏体累积后再开始。c马氏体相变的现象 [7。

图3 3 钢室温拉伸产生预应变后的x射线衍射谱Fig.3 X-ray diffraction spectrum of samples of No3 steelsubjected to tensile deformation at room temperature用x.射线衍射检测室温拉伸产生预应变、再经液氮内浸泡 120 min试样的相结构，结果表明： 1和2 钢预先真应变超过 0.27、液氢浸泡后均未检测到。c或s马氏体的衍射：而3 钢室温预应变较小的试样， 马氏体在室温应变诱发的基础上显著增加(图4)。为进行对比分析，分别计算了室温应变诱发 s和a马氏体量，和对应试样经液氮浸泡后的s和 马氏体 (应变诱发和热诱发)量，结果见图5。

可以看出：室温真应变0.16以下的试样，经液氮浸泡后均发生热诱发 马氏体相变，尤其是预应变较2013年 8月 熊建新.低温设备和管道用304不锈钢热诱发马氏体相变特征研究 2520/(。)a.应变5%20/( )b.应变5%后液氮浸图4 3 钢室温预应变对相变的影响Fig.4 XRD spectrum ofsteel No.3 showing the efect ofroomprestrain on martensitic transformation小的试样，如真应变 0.049的试样 a马氏体量比未变形的试样高出近40%，但预应变增大时由于应变诱发 a马氏体量较多，致使热诱发 反马氏体随预应变的增大而减少，真应变超过 0.16以后不再有明显的热诱发 马氏体相变。与此同时，预应变较小的试样 (真应变 0.049)，液氮浸泡后 s马氏体量也明显增多；而预应变较大的试样液氮浸泡后 s马氏体维持在原来室温应变诱发的水平，甚至略有下降True strain图5 马氏体转变量随室温预应变的变化Fig.5 Relative amount of martensite in No.3 steel as afunction ofroom prestrain(真应变 0.158)，说明0[马氏体增加到某-临界量后 s马氏体开始下降，从图5的结果看这- 马氏体的临界量约 50%，这与室温应变累积到-定程度后 (真应变0.158以上)，不存在应变诱发 s马氏体的结果是-致的。

3 结论(1)C、Mn、Cr和Ni接近标准范围的下限时，304奥氏体不锈钢低温稳定性显著下降，固溶态即形成少量 马氏体，液氮内冷却后 6c马氏体急剧增加，并伴随有 s马氏体形成。

(2)热稳定性较差的钢在室温发生应变诱发和抗马氏体相变，而且室温预应变进-步增大低温热诱发马氏体相变倾向。

(3)马氏体的变化与 a马氏体的累积量有关，6c马氏体较小时，s马氏体量增加，a马氏体累积到-定量后 s马氏体下降，直至消失。