上几期我们讲到冷加工(拉(la)伸、冷轧、冷弯)在一定条件下可使亚稳态(tai)
304不锈钢管(guan)产生形变诱发马氏体,并且(qie)马(ma)氏体含量随(sui)着(zhe)冷加工变(bian)形量的增大而增大。那么,304不锈(xiu)钢(gang)管在(zai)冷(leng)加工过程中的微观变化还有哪些呢(ne)?
为进一(yi)步验证(zheng)冷(leng)加工可能诱发马氏体相变,利用透(tou)射(she)电镜(jing)分析304冷加(jia)工前(qian)后微观(guan)组织变化。冷加工前,即(ji)变形量为0的304奥氏体不锈钢的显微(wei)组织及衍射结果(guo)如图4所示。从其(qi)左图(tu)中(zhong)可(ke)以看出,此时304不锈钢管中不存在(zai)马氏体组织,视野中仅仅发现一些稀薄的位错线。将右图的(de)衍射结果对照标准(zhun)衍射(she)图谱可知 ,该基体(ti)为面心立(li)方晶格(ge),即(ji)奥氏体组织。以(yi)拉(la)伸冷(leng)加工为(wei)例(如图(tu)5)。从(cong)其左图中可(ke)以看出,此(ci)时(shi)产生了板条状的(de)马氏体组织(zhi),分析(xi)前(qian)测(ce)定马氏体相约(yue)为(wei)10.5%。将右图(tu)的衍射斑(ban)点对照标准衍射图谱可知,该基体为体心立方晶格,为马氏体组织,表明奥氏体中产生了马氏(shi)体相。
冷加工不但可以改变金属的(de)外形和尺寸(cun),而且(qie)能(neng)够使金属内部组织结构发生变化。图6 为(wei)304不(bu)锈钢制品管经不同程度拉伸后的金(jin)相显微组织。可见,随变形量的增加,金属晶(jing)粒沿着变形方向被拉(la)长,由多面(mian)体变为扁平形或长条形,当变形(xing)量较大时(shi),如图(c)所示,晶(jing)粒逐渐被拉长成纤维状。
同(tong)时(shi)资料表明(ming),在冷加工中随变形量的增加 ,各晶粒的滑(hua)移方(fang)向都要向主变形方向转动,逐渐使多(duo)晶体中原来位向(xiang)互不相同的诸晶体在空间上呈现大致相同的取向。此外(wai),图(tu)(b)是304在- 70 ℃下拉伸20 %后金相显微组织图。由图可(ke)见,部分原(yuan)奥氏体组织转变成了板条状马氏体组织,由于304的(de)碳含量为0.06 % ,在0.3 %以下,因而形成的马氏体组织基本上是由许多相互平(ping)行的板条组成一个板条束而构成的。
其次,位错密度也与冷加(jia)工有(you)关(guan)。我们以拉伸为例来说明冷加工对304不锈钢管位错密度(du)的影响。图7是(shi)AISI304不锈钢(gang)在180℃条件下经不同程(cheng)度拉伸后的(de)薄膜透射电镜组(zu)织。从上述图中可以看出,随着变形量的增(zeng)加,304位错密度逐渐增大。图(a)中(zhong)材料未发生拉伸变形,此(ci)时位错线(xian)依稀可见,随着变形量的增加 ,位错线出现缠(chan)结。当变形量为20 %时 ,如图(f)所示,晶粒内部明显出现许多位错胞(bao),胞壁上有大(da)量位错,形成了以其分割的变形亚晶或变形(xing)胞。可见,外加应力(li)对位错(cuo)缺陷的产生起到了促进作用(yong)。
此外,冷加工(gong)对位错产生了(le)巨大的影响。首先,加工硬化晶体中的(de)位错密度大大增加。在良好退(tui)火的晶体中,位错密(mi)度大约为10个每平方厘米,而强(qiang)烈冷作硬化的晶体(ti)中的位错密度可达1011~1012个每平方厘(li)米之多。其次,位错(cuo)的分布情况也发生了很大变化。在(zai)非加(jia)工硬化状态,位错形成了(le)很好看的网络。网络的网眼尺寸通常是(shi)几微(wei)米,由(you)于位(wei)错有线张力,每一线段都呈(cheng)直线状。冷加工(gong)后的晶体的位错组织,以面心立方金属为例,位错的(de)排列按照堆垛层错能的大(da)小而不同。
以上就是304不锈钢管(guan)在冷加工(gong)过程中的微观变化。冷加工除了会使不锈钢焊管产(chan)生(sheng)马氏体(ti)相变外,还(hai)会使304晶(jing)粒沿着变(bian)形方向被拉长,当变形量较大是,晶体在(zai)空间上呈现大致相同的取向。另外(wai),304不锈钢管的(de)位错密度会随(sui)着冷加(jia)工变形量的增加而增大。