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304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化

2022-05-24 17:08:08 正佳不銹鋼
       上幾期我們講到冷加工(拉伸、冷軋、冷彎)在一定條件下可使亞穩態304不銹鋼管產生形變誘發馬氏體,并且馬氏體含量隨著冷加工變形量的增大而增大。那么,304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化還有哪些呢?
304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化
       為進一步驗證冷加工可能誘發馬氏體相變,利用透射電鏡分析304冷加工前后微觀組織變化。冷加工前,即變形量為0的304奧氏體不銹鋼的顯微組織及衍射結果如圖4所示。從其左圖中可以看出,此時304不銹鋼管中不存在馬氏體組織,視野中僅僅發現一些稀薄的位錯線。將右圖的衍射結果對照標準衍射圖譜可知 ,該基體為面心立方晶格,即奧氏體組織。以拉伸冷加工為例(如圖5)。從其左圖中可以看出,此時產生了板條狀的馬氏體組織,分析前測定馬氏體相約為10.5%。將右圖的衍射斑點對照標準衍射圖譜可知,該基體為體心立方晶格,為馬氏體組織,表明奧氏體中產生了馬氏體相。
304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化
       冷加工不但可以改變金屬的外形和尺寸,而且能夠使金屬內部組織結構發生變化。圖6 為304不銹鋼制品管經不同程度拉伸后的金相顯微組織??梢?,隨變形量的增加,金屬晶粒沿著變形方向被拉長,由多面體變為扁平形或長條形,當變形量較大時,如圖(c)所示,晶粒逐漸被拉長成纖維狀。

       同時資料表明,在冷加工中隨變形量的增加 ,各晶粒的滑移方向都要向主變形方向轉動,逐漸使多晶體中原來位向互不相同的諸晶體在空間上呈現大致相同的取向。此外,圖(b)是304在- 70 ℃下拉伸20 %后金相顯微組織圖。由圖可見,部分原奧氏體組織轉變成了板條狀馬氏體組織,由于304的碳含量為0.06 % ,在0.3 %以下,因而形成的馬氏體組織基本上是由許多相互平行的板條組成一個板條束而構成的。
304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化
       其次,位錯密度也與冷加工有關。我們以拉伸為例來說明冷加工對304不銹鋼管位錯密度的影響。圖7是AISI304不銹鋼在180℃條件下經不同程度拉伸后的薄膜透射電鏡組織。從上述圖中可以看出,隨著變形量的增加,304位錯密度逐漸增大。圖(a)中材料未發生拉伸變形,此時位錯線依稀可見,隨著變形量的增加 ,位錯線出現纏結。當變形量為20 %時 ,如圖(f)所示,晶粒內部明顯出現許多位錯胞,胞壁上有大量位錯,形成了以其分割的變形亞晶或變形胞??梢?,外加應力對位錯缺陷的產生起到了促進作用。
304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化
       此外,冷加工對位錯產生了巨大的影響。首先,加工硬化晶體中的位錯密度大大增加。在良好退火的晶體中,位錯密度大約為10個每平方厘米,而強烈冷作硬化的晶體中的位錯密度可達1011~1012個每平方厘米之多。其次,位錯的分布情況也發生了很大變化。在非加工硬化狀態,位錯形成了很好看的網絡。網絡的網眼尺寸通常是幾微米,由于位錯有線張力,每一線段都呈直線狀。冷加工后的晶體的位錯組織,以面心立方金屬為例,位錯的排列按照堆垛層錯能的大小而不同。

       以上就是304不銹鋼管在冷加工過程中的微觀變化。冷加工除了會使不銹鋼焊管產生馬氏體相變外,還會使304晶粒沿著變形方向被拉長,當變形量較大是,晶體在空間上呈現大致相同的取向。另外,304不銹鋼管的位錯密度會隨著冷加工變形量的增加而增大。



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