304奧氏體不銹鋼被廣泛地用作工程材料,采用在該鋼中形變引起馬氏體轉(zhuǎn)變以達(dá)到強(qiáng)化的效果。對于合金元素含量低的鋼種(如301和304),冷卻到低溫也可以引起馬氏體轉(zhuǎn)變。
暴露在600℃~800℃的溫度時(shí),奧氏體不銹鋼經(jīng)歷敏化。敏化過程中,碳化物沿晶界和孿晶間界析出,因此合金元素的這些間界的鄰域受到破壞。在被敏化的鋼中,這些間界和界面附近的奧氏體更加對馬氏體轉(zhuǎn)變敏感(敏化引起馬氏體轉(zhuǎn)變)。
因?yàn)榫Ы绾蛯\晶間界在塑性變形中起到重要的作用,所以這些間界附近的敏化引起的馬氏體轉(zhuǎn)變可能影響拉伸行為。K.H.Lo等人研究的意圖是:(1)研究敏化引起馬氏體轉(zhuǎn)變對304奧氏體不銹鋼拉伸行為的影響和(2)評(píng)定由不同的預(yù)處理產(chǎn)生的馬氏體的影響。
在進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)前,AISI304試樣進(jìn)行各種預(yù)處理:(1)浸沒在液氮中;(2)先變形至40%的延伸率+浸沒在液氮中;(3)在600℃熱退火2小時(shí);(4)在600℃熱退火2小時(shí)+浸沒在液氮中。浸沒在液氮和先塑性變形是為了在試樣中引起馬氏體轉(zhuǎn)變。因?yàn)樵?00℃進(jìn)行敏化處理會(huì)在晶界和孿晶間界處產(chǎn)生碳化物析出,所以這些間界的鄰近地區(qū)受到破壞。
用西門子D500X-射線衍射儀(CuKα)進(jìn)行相鑒定。用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡(日立S-3400N,型號(hào)ISEM)觀察顯微組織特性。用Instron拉伸試驗(yàn)機(jī)(型號(hào):UTM,模式:60HVL)以0.3mm/s的十字速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。每種預(yù)處理?xiàng)l件使用2個(gè)拉伸試樣。用雙回路電化學(xué)動(dòng)態(tài)電位反應(yīng)(DLEPR)試驗(yàn)(25℃時(shí),0.5MH2SO4+0.01MKSCN)測定敏化度(DOS)。
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明:304奧氏體不銹鋼的拉伸行為受敏化的影響很大。敏化對極限拉伸強(qiáng)度的改變不很大,但屈服強(qiáng)度降低。應(yīng)變硬化行為也發(fā)生變化。應(yīng)變硬化行為的變化主要是因?yàn)榧?xì)的碳化物析出,但不是因?yàn)樽冃我鸬鸟R氏體和敏化引起的馬氏體。屈服強(qiáng)度的降低與敏化導(dǎo)致固溶強(qiáng)化元素?fù)p失有關(guān)。極限拉伸強(qiáng)度幾乎不變主要是位錯(cuò)疊合和大量應(yīng)變引起馬氏體轉(zhuǎn)變的結(jié)果,而不是先前存在的由敏化引起的馬氏體所導(dǎo)致。對于未敏化的鋼,大部分鋼中因預(yù)先應(yīng)變和浸沒在液氮中產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變,卻不會(huì)改變該鋼的拉伸行為。(心遠(yuǎn))