经研究发现亚稳态的304在冷轧、冷拔、平整及(ji)矫正等加(jia)工过程(cheng)中会诱发(fa)奥氏体(ti)向马氏体(ti)转变。而马氏(shi)体相的存在改变了材料的电化学和耐蚀性能,容易成(cheng)为孔蚀源发生孔蚀,进(jin)而产生(sheng)应力腐蚀开裂,会给生产和人身安全带来危害。接下来(lai),我们一起(qi)来了解(jie)
304不锈钢(gang)管(guan)微观组织变(bian)化与冷(leng)加工的关(guan)系。
1、拉伸(shen)形(xing)变量与马氏体含量的(de)关系 如图1所示,室温下(25℃)形变量小于10%时,304管仅有少量的马氏体相变,当形(xing)变量在(zai)10%~40%之间时,马氏体含(han)量随形变量的增大而增加得较快,马氏体含量由0.7%增(zeng)至6.8%。低温下(xia)(-70℃)马氏体转变随拉伸形变量增大而变化较(jiao)大,形变量在6%以上时,马(ma)氏体含量就开始(shi)迅速增加。形变量为20%时,马氏体相变(bian)量已达到(dao)22%。同一形变量低温时产生(sheng)的马氏体量要(yao)比室(shi)温时高得多,可(ke)见低温有利于形变诱(you)发马氏体相变。钢管经(jing)180℃下拉伸(shen)后,其马氏体含量没有变化,说明在这个温度下拉伸,304不锈钢管不会产生(sheng)形变诱发的马氏体相变。
2、轧制形变(bian)量(liang)与马氏体含量的关系 如图2所示,室温轧制试验与室温拉伸试验形变量与马氏体(ti)含量的关系相似,但相(xiang)同(tong)轧制形变诱发的(de)马氏体相变量略多于拉伸形变(bian)产生的马(ma)氏(shi)体量,可见在室温条件下轧制同样的可(ke)以使亚稳(wen)态的304不(bu)锈钢制(zhi)品管产(chan)生形变诱发马氏体。
3、弯(wan)曲形变量与(yu)马氏体含量的(de)关(guan)系(xi) 如图3所示,弯(wan)曲半径越小得到(dao)的马(ma)氏体含量越多,在弯曲弧度相同的条件下,由于材料内侧弯曲(qu)的曲率大于外侧的曲率,并且内侧受到压应力,所以(yi)内侧马氏体转(zhuan)变量较外侧的大。钢在奥氏体(ti)化后经过一定的冷却速度,抑制其扩散性分解,在较低的温度下(xia)发生的无扩(kuo)散型相变为马氏体转(zhuan)变。马(ma)氏体转变符合一般相变的规律,遵循相变的热力学条件。马氏体(ti)相变的(de)驱动力为新相(xiang)与母相的(de)化学自由能差,马氏体相变有其固定的转(zhuan)变开始温度Ms点,即奥(ao)氏体(ti)在冷却时自发转变为马氏体的(de)温度,当T≤Ms时,才能发生马氏体相变。
304不(bu)锈钢管的Ms为-17℃,由于发生马氏体相变时,基体要产生均匀的切变,外加(jia)应力将有助于(yu)马氏体的形变。此外,合金中镍的重量比对304的稳定性有影响。根据报导,镍的(de)重量(liang)比在25.5%~26.0 %以上时,304不锈钢在室温(wen)下塑性变形不能诱(you)发马(ma)氏体相变(bian)。但是,镍的重量(liang)比(bi)在20.5%~25.5 %之间时,室温下变(bian)形(xing)就能诱(you)发马氏体相变 ,镍(nie)的重量比愈低,马氏体含量则愈(yu)多。室温变(bian)形时,可以产生马氏体相变,即室温304不锈钢焊管为亚稳态。
以(yi)上就是304不锈钢管微观组织变化(hua)与冷加工的关系,由(you)上述可以得知冷加(jia)工在一定条(tiao)件下可使亚稳态304不锈钢管产生形变诱(you)发马氏体,且马氏体(ti)含量随冷(leng)加工变形量的(de)增大而增大。