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我們發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整熱軋工藝參數(shù)和304不銹鋼中Al元素的含量可以調(diào)控含Al304不銹鋼軋制態(tài)組織中奧氏體、鐵素體相形貌及晶粒尺寸，從而影響不銹鋼的力學(xué)性能。圖3.16是不同軋制溫度，50%軋制變形量不同Al含量304不銹鋼的力學(xué)性能。從圖中看出，1.5、2wt%Al軋制態(tài)304不銹鋼的延伸率均高于固溶態(tài)一倍以上，從前面的分析可知，一方面，軋制態(tài)組織中鐵素體、奧氏體兩相發(fā)生了不同程度的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，不銹鋼晶粒細(xì)化、組織均勻，延伸率提高。另一方面，從圖中也可看出，含Al304不銹鋼軋制態(tài)組織中鐵素體相內(nèi)出現(xiàn)了納米晶使得其成為微米+納米晶相，并且納米晶晶粒尺寸細(xì)小，不銹鋼在拉伸過程中，因?yàn)槲⒚拙У拇嬖�，鐵素體相的變形機(jī)制仍以位錯(cuò)滑移為主，納米晶顆粒對(duì)位錯(cuò)起釘扎作用，從而提高不銹鋼的塑性。

軋制溫度為1200℃時(shí)，1.5、2wt%Al304不銹鋼的強(qiáng)度相對(duì)于鑄造+固溶態(tài)也提高了大約40%，從圖3.4(d)和圖3.6(d)看出，該軋制溫度對(duì)應(yīng)的不銹鋼組織中，鐵素體、奧氏體兩相晶粒得到明顯細(xì)化。不銹鋼在拉伸過程中，由于奧氏體、鐵素體兩相的相界增多，變形協(xié)調(diào)性不同，兩相晶粒內(nèi)部產(chǎn)生的位錯(cuò)滑移至相界處，產(chǎn)生塞積，阻礙位錯(cuò)的滑移，因此，不銹鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均大幅提高。

不同軋制溫度，50%變形量不同Al含量304不銹鋼晶間腐蝕速率�？梢钥闯�，與鑄造+固溶態(tài)相比，熱軋+固溶態(tài)1.5、2wt%Al304不銹鋼耐蝕性分別下降了約3-5倍和1倍。本實(shí)驗(yàn)采用的軋制變形溫度均高于其后的固溶處理溫度，因此，軋制過程形成的動(dòng)態(tài)回復(fù)及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織是不利于其耐蝕性的主要原因。同一金屬在電解液中受到電化學(xué)溶解，是由于金屬表面不同部位具有不同的電位，因此發(fā)生微電池作用而受到腐蝕。這種不同電位的來源是由于一系列的電化學(xué)不均勻性，這種不均勻性包括金屬相、液相及系統(tǒng)的外界條件。而其中金屬相的不均勻性是指多相組織、偏析影響、晶粒間界、晶面異向、應(yīng)力及變形的不均勻性。1.5wt%Al304不銹鋼經(jīng)不同溫度軋制后，鐵素體內(nèi)部出現(xiàn)不同程度的亞晶界，亞晶界增加了晶粒相遇時(shí)的過渡組織，晶界及晶粒電位的不均勻性加速了晶間腐蝕。從圖3.6還可看出，2wt%Al304不銹鋼經(jīng)不同溫度軋制后，單位面積內(nèi)奧氏體/鐵素體兩相相界增加，相界增加為電極電位不同的奧氏體、鐵素體兩相間的電化學(xué)腐蝕提供了條件，不銹鋼耐蝕性下降。同時(shí)，軋制過程中常常帶來應(yīng)力及應(yīng)變的不均勻性，從而產(chǎn)生電位差，變形較大的部分一般為陽極。

2wt%Al304不銹鋼隨軋制溫度的升高，奧氏體相變形趨于均勻，其呈尺寸均勻的狀態(tài)分布在鐵素體基體上，相應(yīng)的應(yīng)力及應(yīng)變不均勻性降低。因此，其晶間腐蝕速率隨軋制溫度的升高，明顯降低。

隨軋制變形量的增加，2wt%Al304不銹鋼的抗拉強(qiáng)度先升高后降低，這主要與不銹鋼在1150℃+50%軋制變形參數(shù)下奧氏體、鐵素體均形成細(xì)小的晶粒有關(guān)。雙相鋼中晶粒細(xì)化導(dǎo)致晶界、相界增加，在拉伸變形過程位錯(cuò)易在相界、晶界處形成塞積，阻礙金屬的進(jìn)一步變形，不銹鋼強(qiáng)度上升。與鑄造+固溶態(tài)相比，2wt%Al軋制+固溶態(tài)304不銹鋼延伸率提高了大約6倍。這可能與熱軋后鐵素體、奧氏體兩相間取向關(guān)系消失，組織分布更均勻有關(guān)。

小結(jié)

(1)不同軋制溫度，50%變形量1.5wt%Al304不銹鋼，隨軋制溫度的升高，鐵素體形貌由不連續(xù)狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎虠U狀均勻分散于奧氏體基體中；軋制溫度為1100、1150℃時(shí)，鐵素體相內(nèi)有亞結(jié)構(gòu)形成；軋制溫度為1200℃時(shí)，奧氏體、鐵素體相發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒明顯細(xì)化。

(2)不同軋制溫度，50%變形量2wt%Al304不銹鋼，隨軋制溫度的升高，鐵素體、奧氏體兩相明顯細(xì)化。軋制溫度為1200℃時(shí)，組織中奧氏體相最小的尺寸大約長4μm、寬3μm左右；同時(shí)，鐵素體相內(nèi)出現(xiàn)晶粒尺寸大約為10-20nm的納米晶。

(3)相同軋制溫度下，Al含量高對(duì)應(yīng)的304不銹鋼中奧氏體、鐵素體晶粒晶粒尺寸較小。

(4)不同軋制變形量，1100℃軋制溫度1.5wt%Al304不銹鋼，隨變形量增加，長條狀鐵素體相內(nèi)亞結(jié)構(gòu)數(shù)目逐漸增多，局部區(qū)域有再結(jié)晶晶粒形成。同時(shí)，變形量為70%時(shí)，部分鐵素體亞結(jié)構(gòu)交匯處有奧氏體相的形成。

(5)不同軋制變形量，1150℃軋制溫度2wt%Al304不銹鋼中，軋制變形量較小，鐵素體相內(nèi)形成大量亞結(jié)構(gòu)。隨變形量增加，鐵素體、奧氏體相細(xì)化。軋制變形量為70%時(shí)，較大的變形量促使兩相組織粗化。

(6)1.5、2wt%Al304熱軋態(tài)不銹鋼對(duì)應(yīng)的組織可使其強(qiáng)度提高或不變的同時(shí)，延伸率獲得大幅提高，與鑄態(tài)+固溶態(tài)相比，軋制參數(shù)1150+50%℃，2wt%Al304不銹鋼延伸率提高了6倍。然而，1.5、2wt%Al304熱軋態(tài)不銹鋼對(duì)應(yīng)的組織使其耐晶間腐蝕性能明顯下降。